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Die Erfindung betrifft eine Rücklaufsperre mit einer Antriebswelle, einer Abtriebswelle, einem Innenring und einem Außenring sowie mehreren radial zwischen dem Innenring und dem Außenring angeordneten Klemmkörpereinrichtungen, wobei die Rücklaufsperre dazu vorgesehen ist, eine Drehbewegung der Antriebswelle auf die Abtriebswelle zu übertragen sowie eine Drehbewegung der Abtriebswelle auf die Antriebswelle zu sperren. Das Anwendungsgebiet der vorhergehend genannten Rücklaufsperre erstreckt sich vornämlich auf Sitzhöhenversteller sowie Aktuatorvorrichtungen oder Antriebsvorrichtungen mit und ohne Getriebe.
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Die
DE 10 2015 201 403 A1 offenbart eine Rücklaufsperre, umfassend einen drehbeweglichen Innenring und einen stationär festgelegten Außenring sowie einen radial zwischen dem Innenring und dem Außenring angeordneten Käfig mit mehreren Rollenpaaren jeweils bestehend aus zwei Rollen. Zwischen den beiden Rollen des jeweiligen Rollenpaares ist mindestens ein Federelement zum Anfedern der Rollen zumindest gegen den Außenring angeordnet. An einer Außenumfangsfläche des Innenrings ist für jede Rolle des jeweiligen Rollenpaares eine Klemmrampe ausgebildet. An der Außenumfangsfläche des Innenrings ist mindestens ein radial nach außen ausgebildeter Nocken angeordnet, der in eine am Käfig ausgebildeten Nut greift, wobei der mindestens eine Nocken in Umfangsrichtung kleiner ausgebildet ist als die Nut. Durch eine Relativbewegung des Käfigs zum Innenring kommt die jeweilige Rolle des jeweiligen Rollenpaares sowohl an der jeweiligen Klemmrampe als auch am Außenring zur Anlage. Direkt angrenzend an einer jeweiligen Klemmrampe ist eine radiale Vertiefung am Innenring ausgebildet, wobei jeweils nur eine Rolle des jeweiligen Rollenpaares gleichzeitig am Innenring und am Außenring zur Anlage kommt und die jeweils andere Rolle des jeweiligen Rollenpaares aufgrund der jeweiligen radialen Vertiefung zumindest nicht am Innenring zur Anlage kommt.
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Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Rücklaufsperre zu schaffen, die besonders leichtgängig aus einer Sperrstellung geschaltet werden kann.
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Diese Aufgabe wird durch eine Rücklaufsperre mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Bevorzugte oder vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen der nachfolgenden Beschreibung sowie den beigefügten Figuren.
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Eine erfindungsgemäße Rücklaufsperre umfasst eine Antriebswelle, eine Abtriebswelle, einen frei drehbaren Innenring und einen stationär festgelegten Außenring sowie mehrere radial zwischen dem Innenring und dem Außenring angeordnete Klemmkörpereinrichtungen, wobei die Rücklaufsperre dazu vorgesehen ist, eine Drehbewegung der Antriebswelle auf die Abtriebswelle zu übertragen sowie eine Drehbewegung der Abtriebswelle auf die Antriebswelle zu sperren, wobei die jeweilige Klemmkörpereinrichtung zumindest einen ersten und zweiten Schieber sowie eine Klemmrolle und ein Klemmelement mit einer Klemmrampe umfasst, wobei die Schieber drehfest mit der Antriebswelle verbunden sind, wobei der jeweils erste Schieber im Wesentlichen dazu vorgesehen ist, die Klemmrolle in Umfangsrichtung zu betätigen, um die Klemmrolle aus einer Sperrstellung zwischen der Klemmrampe und dem Innenring zu lösen, wobei der jeweils zweite Schieber dazu vorgesehen ist, das jeweilige Klemmelement in Umfangsrichtung zu verschieben, um eine Drehbewegung der Antriebswelle auf die Abtriebswelle zu übertragen.
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Mithin wird eine Drehbewegung zwischen der Antriebswelle und der Abtriebswelle nur dann übertragen, wenn die Antriebswelle gedreht wird, weil dann die Klemmrollen aus der Sperrstellung zwischen der jeweiligen Klemmrampe und dem Innenring gelöst werden. Eine Drehung der Abtriebswelle ist während der Sperrstellung aufgrund der Klemmrollen, die zwischen der jeweiligen Klemmrampe und dem Innenring eingeklemmt sind, nicht möglich. In einer Sperrstellung kann die Abtriebswelle somit nicht rotieren.
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Durch die Rotation der Antriebswelle werden die jeweiligen ersten Schieber in Umfangsrichtung gegen die Klemmrollen gedrückt und betätigen die Klemmrollen derart, dass sich die Klemmrolle aus der Sperrstellung zwischen der Klemmrampe und dem Innenring abrollt. Dadurch wird die Rücklaufsperre entsperrt, sodass dann eine Drehbewegung von der Antriebswelle auf die Abtriebswelle übertragen wird. Dazu kommen die zweiten Schieber an die Klemmelemente in Umfangsrichtung zur Anlage und drehen die Klemmelemente in Umfangsrichtung, wobei dadurch die Drehbewegung der Antriebswelle auf die Abtriebswelle übertragen wird.
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Der frei drehbare Innenring, dessen Außenumfangsfläche eine Laufbahn für die Klemmrollen ausbildet, ermöglicht eine besonders leichtgängige Schaltung der Rücklaufsperre aus der Sperrstellung. Denn bei einem Lösen der Klemmung zwischen den Klemmrollen und dem Innenring rollen die Klemmrollen und der Innenring aneinander ab.
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Die jeweilige Klemmrampe ist in Umfangsrichtung derart radial ansteigend beziehungsweise radial abnehmend ausgebildet, dass in einer Sperrstellung der Rücklaufsperre bevorzugt alle Klemmrollen zwischen der Klemmrampe und dem Innenring eingeklemmt werden.
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Vorzugsweise sind mehrere Mitnehmerelemente drehfest an der Abtriebswelle ausgebildet, wobei das jeweilige Mitnehmerelement radial zwischen dem Innenring und dem Außenring sowie tangential zwischen zwei Klemmelementen angeordnet ist. Mithin wird über die Mitnehmerelemente eine Drehbewegung der Antriebswelle auf die Abtriebswelle übertragen. Dazu schieben zumindest die zweiten Schieber die Klemmelemente in Umfangsrichtung, wobei die Klemmelemente in Umfangsrichtung an den Mitnehmerelementen anliegen und dadurch die Drehbewegung übertragen wird. Während einer Drehung der Antriebswelle wälzen zumindest die Hälfte aller Klemmrollen an dem Innenring ab.
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Bevorzugt ist räumlich zwischen dem jeweiligen Klemmelement und der jeweiligen Klemmrolle ein Federelement zum Anfedern der jeweiligen Klemmrolle an die jeweilige Klemmrampe angeordnet. Insbesondere ist das jeweilige Federelement an einem radialen Steg des Klemmelements aufgenommen. Vorzugsweise ist das jeweilige Federelement als Druckfeder ausgebildet. Bevorzugt weist das jeweilige Federelement einen Federabschnitt und einen Montageabschnitt zur Montage des Federelements am Steg. Ferner bevorzugt ist der Montageabschnitt formschlüssig am Steg aufgenommen.
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Die Erfindung schließt die technische Lehre ein, dass der Innenring drehbar auf einem Zapfen an der Antriebswelle geführt ist. Mit anderen Worten weist die Antriebswelle einen zentral ausgebildeten Zapfen auf, der dazu vorgesehen ist, den Innenring frei drehbar aufzunehmen und zu führen. Insbesondere ist zwischen dem Innenring und dem Zapfen oder integriert im Zapfen ein Lagerelement ausgebildet. Alternativ ist es auch denkbar zwei federbelastete Kugeln im Zapfen zu integrieren, wobei die beiden Kugeln zur definierten Abbremsung des Innenrings gegegen die Innenumfangsfläche des Innenrings gedrückt werden.
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Vorzugsweise ist die Abtriebswelle drehbar am Außenring geführt. Insbesondere kommen die Mitnehmerelemente der Abtriebswelle an einer Innenumfangsfläche des Außenrings zur Anlage und gleiten bei einer Drehbewegung der Abtriebswelle am Außenring ab. Insbesondere kann zwischen dem Außenring und der Abtriebswelle ein Lagerelement angeordnet sein.
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Bevorzugt sind die Klemmelemente drehbar am Außenring geführt. Insbesondere kommen die Klemmelemente an der Innenumfangsfläche des Außenrings zur Anlage und gleiten bei einer Drehbewegung der Antriebswelle am Außenring ab.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform sind die Klemmrampen an den Klemmelementen in Umfangsrichtung abwechselnd radial ansteigend und radial abnehmend angeordnet. Mit anderen Worten sind jeweils zwei Klemmrampen gegenläufig ausgebildet. Mithin ist die Rücklaufsperre symmetrisch aufgebaut, sodass die Übertragung der Drehbewegung von der Antriebswelle auf die Abtriebswelle drehrichtungsunabhängig erfolgt. Die Rücklaufsperre wirkt zweiseitig.
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Insbesondere weist der jeweilige erste Schieber beidseitig in Umfangsrichtung einen Vorsprung zur Verschiebung der jeweiligen Klemmrolle relativ zum jeweiligen Klemmelement auf. Der jeweilige Vorsprung ist dazu vorgesehen, bei einer Drehung der Antriebswelle die jeweils in Drehrichtung angeordneten Klemmrollen zu kontaktieren und derart zu betätigen, dass die Klemmrolle aus einer Sperrstellung zwischen der Klemmrampe und dem Innenring gelöst wird.
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Weitere die Erfindung verbessernde Maßnahmen werden nachstehend gemeinsam mit der Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung anhand der Figuren näher dargestellt, wobei gleiche oder ähnliche Elemente mit dem gleichen Bezugszeichen versehen sind. Es zeigen
- 1 eine schematische Explosionsdarstellung einer erfindungsgemäßen Rücklaufsperre, und
- 2 eine schematische Schnittdarstellung der erfindungsgemäßen Rücklaufsperre gemäß 1.
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Gemäß den 1 und 2 weist eine erfindungsgemäße Rücklaufsperre eine Antriebswelle 1, eine Abtriebswelle 2, einen frei drehbaren Innenring 3 und einen stationär festgelegten Außenring 4 auf. Die Rücklaufsperre ist dazu vorgesehen, eine Drehbewegung der Antriebswelle 1 auf die Abtriebswelle 2 zu übertragen sowie eine Drehbewegung der Abtriebswelle 2 auf die Antriebswelle 1 zu sperren. Der Innenring 3 ist drehbar auf einem Zapfen 13 an der Antriebswelle 1 geführt. Zur Abbremsung des Innenrings 3 sind im Zapfen 13 zwei Kugeln 17 integriert, wobei räumlich zwischen den beiden Kugeln 17 ein Federelement 18 angeordnet ist. Das Federelement 18 drückt die beiden Kugeln 17 radial nach außen gegen eine Inneunumfangsfläche des Innenrings 3 und erzeugt dabei eine definierte Abbremsung des frei drehbaren Innenrings 3. Die Abtriebswelle 2 ist drehbar am Außenring 4 geführt.
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Der Außenring 4 umfasst einen Flanschabschnitt 15 mit mehreren Bohrungen 16 zur Aufnahme einer jeweiligen - hier nicht dargestellten - Schraube und Befestigung an einem - hier nicht dargestellten - Gehäuse. Ferner sind radial zwischen dem Innenring 3 und dem Außenring 4 vier Klemmkörpereinrichtungen 5 angeordnet. Gemäß einem alternativen Ausführungsbeispiel können auch mehrere oder weniger Klemmkörpereinrichtungen 5 vorgesehen werden.
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Jede Klemmkörpereinrichtung 5 umfasst einen ersten und zweiten Schieber 6a, 6b sowie zwei Klemmrollen 7 und zwei Klemmelemente 8. Jedes Klemmelement 8 weist eine jeweilige Klemmrampe 9 auf, wobei die Klemmrampen 9 an den Klemmelementen 8 der jeweiligen Klemmkörpereinrichtung 5 in Umfangsrichtung abwechselnd radial abnehmend und radial ansteigend angeordnet sind. Mithin sind die Klemmrampen 9 an den Klemmelementen 8 der jeweiligen Klemmkörpereinrichtung 5 in Umfangsrichtung gegenläufig ausgebildet. Die Klemmelemente 8 sind drehbar am Außenring 4 geführt.
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Die Schieber 6a, 6b sind gleichmäßig sowie abwechselnd über den Umfang an einer Stirnfläche der Antriebswelle 1 angeordnet und drehfest mit der Antriebswelle 1 verbunden. Vorliegend weist die Antriebswelle 1 vier erste Schieber 6a und vier zweite Schieber 6b auf. In Umfangsrichtung räumlich zwischen einem jeweiligen ersten und zweiten Schieber 6a, 6b ist ein jeweiliges Klemmelement 8 angeordnet. Der jeweils erste Schieber 6a ist im Wesentlichen dazu vorgesehen, die Klemmrolle 7 in Umfangsrichtung zu betätigen, um die Klemmrolle 7 aus einer Sperrstellung zwischen der Klemmrampe 9 und dem Innenring 3 zu lösen. Der jeweils zweite Schieber 6b ist dazu vorgesehen, das jeweilige Klemmelement 8 in Umfangsrichtung zu verschieben, um eine Drehbewegung der Antriebswelle 1 auf die Abtriebswelle 2 zu übertragen. Dazu sind vorliegend vier Mitnehmerelemente 10 drehfest an der Abtriebswelle 2 ausgebildet, wobei das jeweilige Mitnehmerelement 10 radial zwischen dem Innenring 3 und dem Außenring 4, vorliegend radial zwischen dem jeweiligen ersten Schieber 6a und dem Außenring 4 sowie tangential zwischen zwei Klemmelementen 8 angeordnet ist. Der jeweilige erste Schieber 6a weist beidseitig in Umfangsrichtung einen jeweiligen Vorsprung 14 zur Verschiebung der jeweiligen Klemmrolle 7 relativ zum Klemmelement 8 auf. Ferner ist der jeweilige erste Schieber 6a an dem Innenring 3 geführt, wobei der jeweilige zweite Schieber 6b an dem Außenring 4 geführt ist.
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Räumlich zwischen dem jeweiligen Klemmelement 8 und der jeweiligen Klemmrolle 7 ist ein Federelement 11 zum Anfedern der jeweiligen Klemmrolle 7 an die jeweilige Klemmrampe 9 angeordnet. Das jeweilige Federelement 11 ist an einem radialen Steg 12 des Klemmelements 8 aufgenommen.
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Bei einer Drehung der Antriebswelle 1 in einer ersten oder zweiten Drehrichtung schiebt der jeweils erste Schieber 6a die in Drehrichtung befindliche Klemmrolle 7 aus der Sperrstellung zwischen der Klemmrampe 9 und dem Innenring 3 in Umfangsrichtung heraus, sodass nur noch die Hälfte der Klemmrollen 7 zwischen der Klemmrampe 9 und dem Innenring 3 angeordnet sind. Die verbleibende Hälfte der Klemmrollen 7 wälzt während die Antriebswelle 3 rotiert zwischen dem Klemmelement 8 und dem Innenring 3 ab, wobei der jeweils zweite Schieber 6b das jeweilige Klemmelement 8 in Umfangsrichtung verschiebt, und wobei die Klemmelemente 8 die Mitnehmerelemente 10 an der Abtriebswelle 2 verschieben, um eine Drehbewegung der Antriebswelle 1 auf die Abtriebswelle 2 zu übertragen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Antriebswelle
- 2
- Abtriebswelle
- 3
- Innenring
- 4
- Außenring
- 5
- Klemmkörpereinrichtung
- 6a, 6b
- Schieber
- 7
- Klemmrolle
- 8
- Klemmelement
- 9
- Klemmrampe
- 10
- Mitnehmerelement
- 11
- Federelement
- 12
- Steg
- 13
- Zapfen
- 14
- Vorsprung
- 15
- Flanschabschnitt
- 16
- Bohrung
- 17
- Kugel
- 18
- Federelement
