DE102019124797B3 - Backstop and transfer case with a backstop - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Rücklaufsperre, umfassend einen drehbeweglichen Innenring und einen stationär festgelegten Außenring sowie einen radial zwischen dem Innenring und dem Außenring angeordneten Käfig mit mindestens zwei Klemmkörperpaaren jeweils bestehend aus zwei Klemmkörper. An einer Außenumfangsfläche des Innenrings ist für jeden Klemmkörper des Klemmkörperpaares je eine Klemmrampe ausgebildet und direkt angrenzend an der jeweiligen Klemmrampe ist eine radiale Vertiefung am Innenring ausgebildet. Jeweils nur ein Klemmkörper des jeweiligen Klemmkörperpaares kommt gleichzeitig am Innenring und am Außenring zur Anlage und jeweils anderer Klemmkörper des jeweiligen Klemmkörperpaares kommt aufgrund der jeweiligen radialen Vertiefung zumindest nicht am Innenring zur Anlage. Die beiden Klemmrampen des jeweiligen Klemmkörperpaares sind in Umfangsrichtung gegenläufig voneinander wegführend ausgebildet. Der Käfig weist an einer Stirnseite zumindest ein Mitnehmerelement auf, wobei das zumindest eine Mitnehmerelement axial in den Innenring hineinragt und zur formschlüssigen Anbindung mit einer Kontur am Innenring verbindbar ist. Das zumindest eine Mitnehmerelement ist in Umfangsrichtung kleiner ausgebildet als die Kontur am Innenring. Durch eine Relativbewegung des Käfigs zum Innenring kommt einer der beiden Klemmkörper des jeweiligen Klemmkörperpaares sowohl an der jeweiligen Klemmrampe als auch am Außenring zur Anlage, wobei das zur Anlagekommen des jeweiligen Klemmkörpers an der jeweiligen Klemmrampe und am Außenring durch einen Punktkontakt auftritt.The invention relates to a backstop comprising a rotatable inner ring and a stationary outer ring as well as a cage arranged radially between the inner ring and the outer ring with at least two pairs of clamping bodies each consisting of two clamping bodies. On an outer circumferential surface of the inner ring, a clamping ramp is formed for each clamping body of the clamping body pair, and a radial depression is formed on the inner ring directly adjacent to the respective clamping ramp. In each case only one clamping body of the respective clamping body pair comes into contact at the same time on the inner ring and on the outer ring and each other clamping body of the respective clamping body pair does not come into contact with the inner ring due to the respective radial recess. The two clamping ramps of the respective clamping body pair are formed leading away from one another in opposite directions in the circumferential direction. The cage has at least one driver element on one end face, the at least one driver element protruding axially into the inner ring and being connectable to a contour on the inner ring for a form-fitting connection. The at least one driver element is designed to be smaller in the circumferential direction than the contour on the inner ring. By moving the cage relative to the inner ring, one of the two clamping bodies of the respective clamping body pair comes into contact with both the respective clamping ramp and the outer ring, with the respective clamping body coming into contact with the respective clamping ramp and the outer ring through point contact.

Description

Die Erfindung betrifft eine Rücklaufsperre, umfassend einen drehbeweglichen Innenring und einen stationär festgelegten Außenring sowie einen radial zwischen dem Innenring und dem Außenring angeordneten Käfig mit mindestens zwei Klemmkörperpaaren. Ferner betrifft die Erfindung ein Verteilergetriebe für ein Kraftfahrzeug, umfassend eine solche Rücklaufsperre.The invention relates to a backstop comprising a rotatable inner ring and a stationary outer ring as well as a cage with at least two pairs of clamping bodies arranged radially between the inner ring and the outer ring. The invention also relates to a transfer case for a motor vehicle, comprising such a backstop.

Aus dem allgemein bekannten Stand der Technik gehen Verteilergetriebe hervor, die mit einer Kupplungsvorrichtung zur Einstellung eines variablen Drehmoments ausgestattet sind. Die Höhe des von der Kupplungsvorrichtung zu übertragenden Drehmoments ist dabei von einer Anpresskraft eines auf die Kupplungsvorrichtung wirkenden Aktuators abhängig. In der Regel wird der Aktuator von einem Elektromotor über ein Schneckentrieb angetrieben, um die Position der Kupplungsvorrichtung und somit die Höhe des Drehmoments einzustellen. Die eingestellte Position wird dann durch Aufrechterhalten der Stromversorgung des Elektromotors gehalten. Nachteilig ist der daraus resultierende Stromverbrauch. Ein Ausschalten des Elektromotors würde mit einem Verlust der zuvor eingestellten Position einhergehen.The generally known prior art shows transfer cases which are equipped with a coupling device for setting a variable torque. The level of the torque to be transmitted by the coupling device is dependent on a contact pressure of an actuator acting on the coupling device. As a rule, the actuator is driven by an electric motor via a worm drive in order to set the position of the coupling device and thus the level of the torque. The set position is then held by maintaining the power supply to the electric motor. The resulting power consumption is disadvantageous. Switching off the electric motor would result in a loss of the previously set position.

Die DE 10 2017 107 102 B3 offenbart eine Rücklaufsperre, umfassend einen drehbeweglichen Innenring und einen stationär festgelegten Außenring sowie einen radial zwischen dem Innenring und dem Außenring angeordneten Käfig mit mindestens zwei Rollenpaaren jeweils bestehend aus zwei Rollen. Räumlich zwischen den beiden Rollen des jeweiligen Rollenpaares ist ein Federelement zum Anfedern der beiden Rollen zumindest gegen den Außenring angeordnet. An einer Außenumfangsfläche des Innenrings ist für jede Rolle des jeweiligen Rollenpaares je eine Klemmrampe ausgebildet. Jeweils nur eine Rolle des jeweiligen Rollenpaares kommt gleichzeitig am Innenring und am Außenring zur Anlage. Der Käfig weist an einer Stirnseite mindestens ein Mitnehmerelement auf, wobei das mindestens eine Mitnehmerelement axial in den Innenring hineinragt und zur formschlüssigen Anbindung mit einer Kontur am Innenring verbindbar ist. Durch eine Relativbewegung des Käfigs zum Innenring kommt eine der beiden Rollen des jeweiligen Rollenpaares sowohl an der jeweiligen Klemmrampe als auch am Außenring zur Anlage und verbindet dadurch den Innenring mit dem Außenring.The DE 10 2017 107 102 B3 discloses a backstop comprising a rotatable inner ring and a stationary outer ring as well as a cage arranged radially between the inner ring and the outer ring and having at least two pairs of rollers each consisting of two rollers. Spatially between the two rollers of the respective roller pair, a spring element for springing the two rollers is arranged at least against the outer ring. A clamping ramp is formed for each roller of the respective roller pair on an outer circumferential surface of the inner ring. Only one roller of the respective roller pair comes into contact with the inner ring and the outer ring at the same time. The cage has at least one driver element on one end face, the at least one driver element protruding axially into the inner ring and being connectable to a contour on the inner ring for a form-fitting connection. By moving the cage relative to the inner ring, one of the two rollers of the respective roller pair comes to rest both on the respective clamping ramp and on the outer ring and thereby connects the inner ring with the outer ring.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Rücklaufsperre der eingangs genannten Art weiterzuentwickeln.The object of the present invention is to further develop a backstop of the type mentioned at the beginning.

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.This object is achieved by a backstop with the features of claim 1. Preferred or advantageous embodiments of the invention emerge from the subclaims of the following description and the attached figures.

Eine erfindungsgemäße Rücklaufsperre umfasst einen drehbeweglichen Innenring und einen stationär festgelegten Außenring sowie einen radial zwischen dem Innenring und dem Außenring angeordneten Käfig mit mindestens zwei Klemmkörperpaaren jeweils bestehend aus zwei Klemmkörpern. An einer Außenumfangsfläche des Innenrings ist für jeden Klemmkörper des Klemmkörperpaares je eine Klemmrampe ausgebildet und direkt angrenzend an der jeweiligen Klemmrampe ist eine radiale Vertiefung am Innenring ausgebildet. Jeweils nur ein Klemmkörper des jeweiligen Klemmkörperpaares kommt gleichzeitig am Innenring und am Außenring zur Anlage und jeweils anderer Klemmkörper des jeweiligen Klemmkörperpaares kommt aufgrund der jeweiligen radialen Vertiefung zumindest nicht am Innenring zur Anlage. Die beiden Klemmrampen des jeweiligen Klemmkörperpaares sind in Umfangsrichtung gegenläufig voneinander wegführend ausgebildet. Der Käfig weist an einer Stirnseite zumindest ein Mitnehmerelement auf, wobei das zumindest eine Mitnehmerelement axial in den Innenring hineinragt und zur formschlüssigen Anbindung mit einer Kontur am Innenring verbindbar ist. Das zumindest eine Mitnehmerelement ist in Umfangsrichtung kleiner ausgebildet als die Kontur am Innenring. Durch eine Relativbewegung des Käfigs zum Innenring kommt einer der beiden Klemmkörper des jeweiligen Klemmkörperpaares sowohl an der jeweiligen Klemmrampe als auch am Außenring zur Anlage, wobei das zur Anlagekommen des jeweiligen Klemmkörpers an der jeweiligen Klemmrampe und am Außenring durch einen Punktkontakt auftritt.A backstop according to the invention comprises a rotatable inner ring and a stationary outer ring as well as a cage arranged radially between the inner ring and the outer ring with at least two pairs of clamping bodies each consisting of two clamping bodies. On an outer circumferential surface of the inner ring, a clamping ramp is formed for each clamping body of the clamping body pair, and a radial depression is formed on the inner ring directly adjacent to the respective clamping ramp. In each case only one clamping body of the respective clamping body pair comes into contact at the same time on the inner ring and on the outer ring and each other clamping body of the respective clamping body pair does not come into contact with the inner ring due to the respective radial recess. The two clamping ramps of the respective clamping body pair are formed leading away from one another in opposite directions in the circumferential direction. The cage has at least one driver element on one end face, the at least one driver element protruding axially into the inner ring and being connectable to a contour on the inner ring for a form-fitting connection. The at least one driver element is designed to be smaller in the circumferential direction than the contour on the inner ring. By moving the cage relative to the inner ring, one of the two clamping bodies of the respective clamping body pair comes into contact with both the respective clamping ramp and the outer ring, with the respective clamping body coming into contact with the respective clamping ramp and the outer ring through point contact.

Eine Aktivierung einer Sperrfunktion der Rücklaufsperre kann zunächst ein Positionieren des jeweiligen Klemmkörpers des jeweiligen Klemmkörperpaares an der jeweiligen Klemmrampe erfordern. Durch das zur Anlagekommen des jeweiligen Klemmkörpers an der jeweiligen Klemmrampe und am Außenring kann sich der jeweilige Klemmkörper in Bereitschaft befinden, um eine Sperrung des Innenrings bei einer Drehrichtungsumkehr des Innenrings auszulösen. Insbesondere kann die Rücklaufsperre symmetrisch aufgebaut sein, sodass die zuvor beschriebene Funktionsweise für beide Drehrichtungen der Rücklaufsperre gilt. Somit kann die Rücklaufsperre zweiseitig wirken. Die formschlüssige Verbindung zwischen dem Käfig und dem Innenring über das mindestens eine Mitnehmerelement kann besonders kompakt ausgebildet sein. Insbesondere kann die Herstellung des jeweiligen Mitnehmerelements durch Ausstanzen und Umformen erfolgen. Dabei kann eine jeweilige Formausstanzung beziehungsweise eine jeweilige Öffnung in der Stirnfläche des Käfigs verbleiben.Activation of a blocking function of the backstop may first require the respective clamping body of the respective clamping body pair to be positioned on the respective clamping ramp. As the respective clamping body comes into contact with the respective clamping ramp and on the outer ring, the respective clamping body can be in readiness to trigger a locking of the inner ring when the direction of rotation of the inner ring is reversed. In particular, the backstop can be constructed symmetrically so that the previously described mode of operation applies to both directions of rotation of the backstop. The backstop can therefore act on both sides. The form-fitting connection between the cage and the inner ring via the at least one driver element can be designed to be particularly compact. In particular, the respective driver element can be produced by punching and reshaping. A respective die cut or a respective opening remain in the end face of the cage.

Der Vorteil der erfindungsgemäßen Rücklaufsperre liegt darin, dass ein Kontakt zwischen Komponenten, wie z.B. dem Klemmkörper, dem Außenring und dem Innenring auf einer Punktberührung basiert ist. Der Begriff Punktberührung kann so verstanden werden, dass ein Kontaktbereich der zwei aneinander angrenzenden Komponenten auf einen Punkt reduziert ist.The advantage of the backstop according to the invention is that contact between components, such as e.g. the sprag, the outer ring and the inner ring is based on point contact. The term point contact can be understood to mean that a contact area of the two adjoining components is reduced to one point.

Eine Schmierung der Rücklaufsperre erfolgt üblicherweise durch ein Getriebeöl. In einer neuartigen Anwendung ist jedoch eine Ölschmierung nicht möglich, sondern wird eine Fettschmierung benötigt. Wenn ein Klemmköper des jeweiligen Klemmkörperpaares an der jeweiligen Klemmrampe und am Außenring durch einen Punktkontakt zur Anlage kommt, können ein Verdrängen eines Fettes in den jeweiligen Klemmkörper und eine Übertragung einer Kontaktkraft verbessert werden. Auf diese Weise kann ein Aufschwimmen auf einem Fettfilm im Klemmkontakt verhindert werden, ein vereinzeltes Rutschen der Rücklaufsperre kann vermieden werden und eine Klemmensicherheit kann erhöht werden.The backstop is usually lubricated with gear oil. In a new application, however, oil lubrication is not possible, instead grease lubrication is required. If a clamping body of the respective clamping body pair comes to rest on the respective clamping ramp and on the outer ring through a point contact, a displacement of a grease into the respective clamping body and a transmission of a contact force can be improved. In this way, floating on a film of grease in the clamping contact can be prevented, isolated slipping of the backstop can be avoided, and clamping security can be increased.

Gemäß einer Ausführungsform weist das Klemmkörperpaar zwei Kugeln oder zwei kugelige Körper auf. Die Kugel bzw. der kugelige Körper, wie z.B. eine Tonnenrolle mit einer konkaven Seitenfläche, ermöglicht eine Punktberührung mit den angrenzenden Komponenten, im Gegensatz zu einem rollenförmigen bzw. zylindrischen Klemmkörper, der mit den angrenzenden Komponenten einen Linear- oder Flächenkontakt aufweist. Auf diese Weise können ein Verdrängen eines Fettes in den jeweiligen Klemmkörper und eine Übertragung einer Kontaktkraft verbessert werden.According to one embodiment, the pair of clamping bodies has two balls or two spherical bodies. The ball or the spherical body, e.g. a barrel roller with a concave side surface enables point contact with the adjacent components, in contrast to a roller-shaped or cylindrical clamping body, which has linear or surface contact with the adjacent components. In this way, a displacement of a grease into the respective clamping body and a transmission of a contact force can be improved.

Gemäß einer Ausführungsform weist der Käfig an einer inneren Stirnseite für jeden Klemmkörper des jeweiligen Klemmkörperpaares ein jeweiliges Anschlagelement zur Anlage des jeweiligen Klemmkörpers auf. Das jeweilige Anschlagelement kann zur einseitigen Begrenzung einer Bewegung des jeweiligen Klemmkörpers des jeweiligen Klemmkörperpaares in Umfangsrichtung des Käfigs dienen. Das jeweilige Anschlagelement kann aber auch auf einer Innenumfangsfläche des Käfigs ausgebildet sein.According to one embodiment, the cage has on an inner end face for each clamping body of the respective clamping body pair a respective stop element for the contact of the respective clamping body. The respective stop element can serve to limit a movement of the respective clamping body of the respective clamping body pair in the circumferential direction of the cage on one side. The respective stop element can, however, also be formed on an inner circumferential surface of the cage.

Gemäß einer Ausführungsform umfasst die Rücklaufsperre ferner zumindest ein Federelement zwischen den beiden Klemmkörpern des jeweiligen Klemmkörperpaares zum Anfedern der beiden Klemmkörper zumindest gegen den Außenring.According to one embodiment, the backstop further comprises at least one spring element between the two clamping bodies of the respective clamping body pair for springing the two clamping bodies at least against the outer ring.

Das Federelement kann als Doppelfeder ausgebildet sein und am Käfig lösbar befestigt sein. Das jeweilige Federelement kann zwei Federabschnitte und einen Verbindungsabschnitt, der die beiden Federabschnitte miteinander verbindendet, aufweisen. Mithin kann das Federelement als ein einziges Bauteil ausgebildet sein. Der Verbindungsabschnitt kann zur Aufnahme des Federelements am Käfig dienen. The spring element can be designed as a double spring and releasably attached to the cage. The respective spring element can have two spring sections and a connecting section which connects the two spring sections to one another. The spring element can therefore be designed as a single component. The connecting section can serve to accommodate the spring element on the cage.

Als Alternative kann das Federelement zwei separate Federn umfassen, die jeweils an jedem Klemmköper des jeweiligen Klemmkörperpaares einzeln angeordnet sind, sodass die Klemmkörper des jeweiligen Klemmkörperpaares durch zwei Federn voneinander beabstandet sind.As an alternative, the spring element can comprise two separate springs which are each arranged individually on each clamping body of the respective clamping body pair, so that the clamping bodies of the respective clamping body pair are spaced apart from one another by two springs.

Das Federelement kann aber auch als Drahtbiegefeder ausgebildet sein. Somit kann das Federelement einen ringförmigen Federabschnitt und zwei Federarme aufweisen, wobei der ringförmige Federabschnitt die beiden Federarme elastisch federnd miteinander koppelt. Die Ausbildung des jeweiligen Federelements als Drahtbiegefeder kann die Rücksperre besonders robust und kompakt machen.The spring element can also be designed as a wire bending spring. The spring element can thus have an annular spring section and two spring arms, the annular spring section coupling the two spring arms to one another in an elastically resilient manner. The design of the respective spring element as a wire bending spring can make the backstop particularly robust and compact.

Erfindungsgemäß weist der Käfig an einer Außenumfangsfläche für jeden Klemmkörper des jeweiligen Klemmkörperpaares eine jeweilige Ausnehmung auf. Die Ausnehmung, die an der Außenumfangsfläche des Käfigs in Umfangsrichtung ausgebildet ist, kann jeweiligem Klemmkörper des jeweiligen Klemmkörperpaares einen Durchgang zum Außenring bereitstellen. Auf diese Weise kann ein Klemmkörper des jeweiligen Klemmkörperpaares, der an der jeweiligen Klemmrampe anliegt, über die Ausnehmung am Außenring zur Anlage kommen.According to the invention, the cage has a respective recess on an outer circumferential surface for each clamping body of the respective clamping body pair. The recess, which is formed on the outer circumferential surface of the cage in the circumferential direction, can provide a passage to the outer ring for the respective clamping body of the respective clamping body pair. In this way, a clamping body of the respective clamping body pair, which rests against the respective clamping ramp, can come to rest on the outer ring via the recess.

Gemäß einer Ausführungsform weist der Käfig einen Längsschlitz zur formschlüssigen Aufnahme einer Zweiflachwelle auf. Die Verbindung zwischen dem Längsschlitz und der Zweiflachwelle kann insbesondere die Kontaktpressung an der Verbindungsstelle verringern und dadurch die Drehmomentübertragung zwischen Elektromotor und Rücklaufsperre verbessern. Ferner kann der Längsschlitz und die Zweiflachwelle eine besonders kompakte Verbindungsmöglichkeit zwischen einer Antriebswelle und der Rücklaufsperre darstellen.According to one embodiment, the cage has a longitudinal slot for the form-fitting reception of a double flat shaft. The connection between the longitudinal slot and the two-flat shaft can in particular reduce the contact pressure at the connection point and thereby improve the torque transmission between the electric motor and the backstop. Furthermore, the longitudinal slot and the double flat shaft can represent a particularly compact connection option between a drive shaft and the backstop.

Gemäß einer Ausführungsform sind zumindest der Außenring und der Käfig aus einem metallischen Blechmaterial ausgebildet. Ferner kann auch das Federelement und/oder der Innenring aus einem Blechmaterial ausgebildet sein. Dabei können zumindest der Außenring und der Käfig durch Tiefziehen aus dem metallischen Blechmaterial hergestellt sein. Ferner sind auch weitere Bearbeitungsschritte wie Biegen oder Stanzen denkbar.According to one embodiment, at least the outer ring and the cage are formed from a metallic sheet material. Furthermore, the spring element and / or the inner ring can also be formed from a sheet metal material. At least the outer ring and the cage can be produced from the metallic sheet material by deep drawing. Further processing steps such as bending or punching are also conceivable.

Gemäß einer Ausführungsform ist die Kontur des Innenrings gestaltet, ein Montagewerkzeug bei einer Montage der Rücklaufsperre aufzunehmen. Dazu kann das Montagewerkzeug durch Öffnungen an der Stirnfläche des Käfigs hindurchgeführt werden. Der Käfig kann derart relativ zum Innenring verdreht werden, dass die Klemmkörper während der Montage der Rücklaufsperre, insbesondere während des Einpressvorgangs nicht an den Klemmrampen anliegen.According to one embodiment, the contour of the inner ring is designed to accommodate an assembly tool during assembly of the backstop. For this purpose, the assembly tool can through openings the face of the cage are passed through. The cage can be rotated relative to the inner ring in such a way that the clamping bodies do not rest against the clamping ramps during assembly of the backstop, in particular during the press-in process.

Gemäß einer Ausführungsform kann der Außenring an einer Außenumfangsfläche ein Rändel zur formschlüssigen Verbindung mit einem Gehäuse aufweisen. Unter einem Rändel ist ein Verzahnungsabschnitt zu verstehen, der insbesondere umlaufend am Außenring ausgebildet sein kann. Der Außenring kann vorzugsweise in ein Gehäuse aus Aluminium eingepresst und über das Rändel formschlüssig damit verbunden werden.According to one embodiment, the outer ring can have a knurl on an outer circumferential surface for a form-fitting connection to a housing. A knurl is to be understood as a toothed section, which can in particular be formed circumferentially on the outer ring. The outer ring can preferably be pressed into a housing made of aluminum and connected to it in a form-fitting manner via the knurl.

Ferner betrifft die Erfindung ein Verteilergetriebe für ein Kraftfahrzeug, umfassend eine Kupplungseinheit zur Übertragung eines variablen Drehmoments, wobei die Kupplungseinheit zur Variierung des Drehmoments zumindest mittelbar von einem Aktuator steuerbar ist. Ferner ist der Aktuator zumindest mittelbar von einem Elektromotor steuerbar, wobei zwischen dem Elektromotor und dem Aktuator die erfindungsgemäße Rücklaufsperre angeordnet ist.The invention also relates to a transfer case for a motor vehicle, comprising a clutch unit for transmitting a variable torque, the clutch unit being controllable at least indirectly by an actuator for varying the torque. Furthermore, the actuator can be controlled at least indirectly by an electric motor, the backstop according to the invention being arranged between the electric motor and the actuator.

Weitere Merkmale, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, den Ausführungsbeispielen und den Figuren. Alle beschriebenen und/oder bildlich dargestellten Merkmale können unabhängig von ihrer Darstellung in einzelnen Ansprüchen, Figuren, Sätzen oder Absätzen miteinander kombiniert werden. In den Figuren stehen gleiche Bezugszeichen für gleiche oder ähnliche Objekte.Further features, advantages and possible applications of the present invention emerge from the following description, the exemplary embodiments and the figures. All of the features described and / or illustrated can be combined with one another regardless of their representation in individual claims, figures, sentences or paragraphs. In the figures, the same reference symbols stand for the same or similar objects.

Es zeigen:

  • 1 eine schematische Schnittdarstellung einer erfindungsgemäßen Rücklaufsperre,
  • 2 eine schematische Schnittdarstellung einer erfindungsgemäßen Rücklaufsperre gemäß 1,
  • 3 eine weitere schematische Schnittdarstellung der erfindungsgemäßen Rücklaufsperre gemäß 1,
  • 4 eine schematische Perspektivdarstellung eines Innenrings der erfindungsgemäßen Rücklaufsperre gemäß 1,
  • 5 eine schematische Perspektivdarstellung eines Außenrings der erfindungsgemäßen Rücklaufsperre gemäß 1,
  • 6 eine schematische Perspektivdarstellung eines Käfigs der erfindungsgemäßen Rücklaufsperre gemäß 1,
  • 7 eine schematische Perspektivdarstellung der erfindungsgemäßen Rücklaufsperre gemäß 1,
  • 8 eine schematische Perspektivdarstellung eines Käfigs mit einem Innenring der erfindungsgemäßen Rücklaufsperre gemäß 1,
  • 9 eine vereinfachte schematische Schnittdarstellung eines Verteilergetriebes mit der erfindungsgemäßen Rücklaufsperre gemäß 1.
Show it:
  • 1 a schematic sectional view of a backstop according to the invention,
  • 2 a schematic sectional view of a backstop according to the invention according to 1 ,
  • 3 a further schematic sectional view of the backstop according to the invention according to 1 ,
  • 4th a schematic perspective view of an inner ring of the backstop according to the invention according to 1 ,
  • 5 a schematic perspective view of an outer ring of the backstop according to the invention according to 1 ,
  • 6th a schematic perspective view of a cage of the backstop according to the invention according to 1 ,
  • 7th a schematic perspective view of the backstop according to the invention according to 1 ,
  • 8th a schematic perspective view of a cage with an inner ring of the backstop according to the invention 1 ,
  • 9 a simplified schematic sectional illustration of a transfer case with the backstop according to the invention according to FIG 1 .

Gemäß 1 weist eine erfindungsgemäße Rücklaufsperre 1 einen drehbeweglichen Innenring 2 und einen stationär an einem Gehäuse (nicht dargestellt) festgelegten Außenring 3 sowie einen radial zwischen dem Innenring 2 und dem Außenring 3 angeordneten Käfig 4 auf. Der Käfig 4 weist an einer Stirnseite zwei Mitnehmerelemente 9a, 9b auf, die axial in den Innenring 2 hineinragen und zur formschlüssigen Anbindung mit einer Kontur 10 am Innenring 2 verbindbar sind. Das jeweilige Mitnehmerelement 9a, 9b ist in Umfangsrichtung kleiner ausgebildet als die Kontur 10 am Innenring 2. Der Käfig 4 weist an einer Stirnseite einen Längsschlitz 17 zur formschlüssigen Aufnahme einer Zweiflachwelle 18 auf. Die Zweiflachwelle 18 kann beispielsweise als Rotorwelle eines Elektromotors ausgebildet sein. Ferner ist eine Abtriebswelle 26 kraftschlüssig und somit drehfest mit dem Innenring 2 verbunden. In 2 ist die Rücklaufsperre 1 mit zwei Klemmkörper 6a, die sowohl an dem Innenring 2 und als auch am Außenring 3 zur Anlage gebracht sind, dargestellt. Das zur Anlagekommen des Klemmkörpers am Innenring 2 und am Außenring 3 ist in 3 detailliert dargestellt.According to 1 has a backstop according to the invention 1 a rotatable inner ring 2 and an outer ring stationary on a housing (not shown) 3 and one radially between the inner ring 2 and the outer ring 3 arranged cage 4th on. The cage 4th has two driver elements on one end face 9a , 9b on that axially into the inner ring 2 protrude and for a form-fitting connection with a contour 10 on the inner ring 2 are connectable. The respective driver element 9a , 9b is made smaller in the circumferential direction than the contour 10 on the inner ring 2 . The cage 4th has a longitudinal slot on one end face 17th for the form-fit mounting of a double flat shaft 18th on. The double shaft 18th can for example be designed as a rotor shaft of an electric motor. There is also an output shaft 26th force-fit and therefore non-rotatable with the inner ring 2 connected. In 2 is the backstop 1 with two clamp bodies 6a both on the inner ring 2 and as well as on the outer ring 3 are brought to the plant, shown. That the clamping body comes to rest on the inner ring 2 and on the outer ring 3 is in 3 shown in detail.

Nach 3 weist die erfindungsgemäße Rücklaufsperre 1 zwei Klemmkörperpaare 5a, 5b mit jeweils zwei Klemmkörpern 6a, 6b auf, wobei räumlich zwischen den beiden Klemmkörpern 6a, 6b des jeweiligen Klemmkörperpaares 5a, 5b ein Federelement 13 zum Anfedern der beiden Klemmkörper 6a, 6b zumindest gegen den Außenring 3 angeordnet sein kann (siehe auch 8). An einer Außenumfangsfläche des Innenrings 2 ist für jeden Klemmkörper 6a, 6b des jeweiligen Klemmkörperpaares 5a, 5b eine Klemmrampe 8a, 8b ausgebildet, wobei direkt angrenzend an der jeweiligen Klemmrampe 8a, 8b eine radiale Vertiefung 11a, 11b ausgebildet ist. 3 zeigt eine Mittenposition der Rücklaufsperre 1. In dieser Position kommen weder die Rollenpaare 5a, 5b am Innenring 2 zur Anlage, noch die Mitnehmerelemente 9a, 9b gemäß 1 am Käfig 4 zur Anlage.To 3 has the backstop according to the invention 1 two pairs of sprags 5a , 5b with two sprags each 6a , 6b on, being spatially between the two sprags 6a , 6b of the respective clamp body pair 5a , 5b a spring element 13th for springing the two clamping bodies 6a , 6b at least against the outer ring 3 can be arranged (see also 8th ). On an outer peripheral surface of the inner ring 2 is for every sprag 6a , 6b of the respective clamp body pair 5a , 5b a clamping ramp 8a , 8b formed, directly adjacent to the respective clamping ramp 8a , 8b a radial recess 11a , 11b is trained. 3 shows a central position of the backstop 1 . Neither the pairs of roles come in this position 5a , 5b on the inner ring 2 to the system, nor the driver elements 9a , 9b according to 1 on the cage 4th to the system.

Bei einer Drehung des Käfigs 4 gegen den Uhrzeigersinn kommen die jeweiligen Klemmkörper 6a des jeweiligen Klemmkörperpaares 5a, 5b an der jeweiligen Klemmrampe 8a zur Anlage und sind bereit bei einer ungewollten Drehrichtungsumkehr eine Sperrfunktion auszulösen. Die jeweiligen Klemmkörper 6b werden derart vom Käfig 4 gehalten, dass ein zur Anlagekommen an der jeweiligen Klemmrampe 8b sicher verhindert wird. Ferner trägt hierzu auch die jeweilige radiale Vertiefung 11b bei. Sobald die Mitnehmerelemente 9a, 9b am Käfig 4 an der Kontur 10 am Innenring 2 zur Anlage kommen, ist der Käfig 4 im Uhrzeigersinn drehfest mit dem Innenring 2 verbunden und ermöglicht eine Mitnahme des Innenrings 2. Über die jeweiligen Klemmkörper 6a wird der Leerlauf realisiert. Eine ungewollte Drehrichtungsumkehr des Innenrings 2 hätte eine Sperrung der Rücklaufsperre über die jeweiligen Klemmkörper 6a zur Folge.When the cage rotates 4th The respective clamping bodies come counter-clockwise 6a of the respective clamp body pair 5a , 5b at the respective clamping ramp 8a to the system and are ready to trigger a blocking function in the event of an undesired reversal of the direction of rotation. The respective Clamp body 6b become so from the cage 4th held that one comes to rest on the respective clamping ramp 8b is safely prevented. The respective radial recess also contributes to this 11b at. As soon as the driver elements 9a , 9b on the cage 4th at the contour 10 on the inner ring 2 come to the facility is the cage 4th clockwise rotatably with the inner ring 2 connected and enables the inner ring to be taken along 2 . Via the respective clamp bodies 6a idling is realized. Unintentional reversal of the direction of rotation of the inner ring 2 would have a blocking of the backstop via the respective clamping body 6a result.

Mithin kommt in Abhängigkeit der Drehrichtung jeweils nur ein Klemmkörper 6a, 6b des jeweiligen Klemmkörperpaares 5a, 5b gleichzeitig am Innenring 2 und am Außenring 3 zur Anlage. Der jeweils andere Klemmkörper 6b, 6a des jeweiligen Klemmkörperpaares 5a, 5b kommt aufgrund der jeweiligen radialen Vertiefung 11b, 11a zumindest nicht am Innenring 2 zur Anlage. Die beiden jeweiligen Klemmrampen 8a, 8b des jeweiligen Klemmkörperpaares 5a, 5b sind in Umfangsrichtung gegenläufig voneinander wegführend ausgebildet.Therefore, depending on the direction of rotation, there is only one clamping body 6a , 6b of the respective clamp body pair 5a , 5b at the same time on the inner ring 2 and on the outer ring 3 to the system. The other clamp body 6b , 6a of the respective clamp body pair 5a , 5b comes due to the respective radial recess 11b , 11a at least not on the inner ring 2 to the system. The two respective clamping ramps 8a , 8b of the respective clamp body pair 5a , 5b are formed leading away from one another in opposite directions in the circumferential direction.

4 zeigt den Innenring 2 gemäß 1 in einer perspektivischen Darstellung. Aus 4 geht besonders gut die Kontur 10 an der Stirnseite des Innenrings 2 hervor, die dazu vorgesehen ist, bei einer Verdrehung des Käfigs 4 die beiden Mitnehmerelemente 9a, 9b aufzunehmen, um den Innenring mitzunehmen. Ferner dient die Kontur 10 auch dazu, ein Montagewerkzeug bei einer Montage der Rücklaufsperre 1 aufzunehmen. 4th shows the inner ring 2 according to 1 in a perspective view. Out 4th the contour goes particularly well 10 on the face of the inner ring 2 which is provided when the cage is twisted 4th the two driver elements 9a , 9b to take the inner ring with it. The contour is also used 10 also an assembly tool when assembling the backstop 1 record.

In 5 ist der Außenring 3 gemäß 1 perspektivisch dargestellt. Der Außenring 3 ist aus einem metallischen Blechmaterial ausgebildet und weist an einer Außenumfangsfläche ein umlaufendes Rändel 16 zur formschlüssigen Verbindung mit dem Gehäuse (nicht dargestellt) auf.In 5 is the outer ring 3 according to 1 shown in perspective. The outer ring 3 is formed from a metallic sheet material and has a circumferential knurl on an outer circumferential surface 16 for a positive connection with the housing (not shown).

In 6 ist der Käfig 4 der Rücklaufsperre 1 gemäß 1 dargestellt. Aus 6 gehen besonders gut die Ausnehmungen 19a, 19b an der Außenumfangsfläche des Käfigs 4 hervor, die für jeden Klemmkörper 6a, 6b des jeweiligen Klemmkörperpaares 5a, 5b vorgesehen sind. Der Käfig 4 weist ferner an seiner inneren Stirnfläche Anschlagelemente 20a, 20b auf, an denen jeweils der jeweilige Klemmkörper 6a, 6b des jeweiligen Klemmkörperpaares 5a, 5b zur Anlage kommen kann, somit seine Bewegung in Umfangsrichtung einseitig begrenzt werden kann. Der Käfig 4 kann auch aus einem metallischen Blechmaterial ausgebildet sein und die beiden Mitnehmerelemente 9a, 9b können beispielsweise durch Ausstanzen und umformen ausgebildet sein.In 6th is the cage 4th the backstop 1 according to 1 shown. Out 6th the recesses go particularly well 19a , 19b on the outer peripheral surface of the cage 4th out that for each sprag 6a , 6b of the respective clamp body pair 5a , 5b are provided. The cage 4th furthermore has stop elements on its inner end face 20a , 20b on each of which the respective clamp body 6a , 6b of the respective clamp body pair 5a , 5b can come to rest, so that its movement in the circumferential direction can be limited on one side. The cage 4th can also be formed from a metallic sheet material and the two driver elements 9a , 9b can for example be formed by punching and reshaping.

Wie in 7 gezeigt, ist an der Stirnseite des Käfigs 4 aufgrund einer Ausformung des jeweiligen Mitnehmerelements 9a, 9b eine Formausstanzung, insbesondere eine Öffnung 27 ausgebildet. Durch die Öffnung kann ein Montagewerkzeug bei einer Montage der Rücklaufsperre 1 hindurchgeführt werden, um an der Kontur 10 an der Stirnseite des Innenrings 2 zur Anlage zu kommen und dadurch den Käfig 4 relativ zum Innenring 2 auszurichten beziehungsweise zu verdrehen.As in 7th shown is on the face of the cage 4th due to a shape of the respective driver element 9a , 9b a punched shape, in particular an opening 27 educated. An assembly tool can pass through the opening during assembly of the backstop 1 to be passed through to the contour 10 on the face of the inner ring 2 to come to the plant and thereby the cage 4th relative to the inner ring 2 align or twist.

8 zeigt einen Käfig 4 mit einem darin eingelegten Innenring 2. Zwischen dem Innenring 2 und dem Außenring 3 befinden sich Klemmkörper 6a, 6b, die an der Ausnehmung 19a, 19b des Außenrings 3 und an der Klemmrampe 11a, 11b des Innenrings 2 zur Anlage gebracht sind. Zwischen beiden Klemmkörpern 6a, 6b des Klemmkörperpaares 5a, 5b ist ein Federelement 13 angeordnet, das zum Anfedern der Klemmkörper 6a, 6b des Klemmkörperpaares 5a, 5b zumindest gegen den Außenring 3 gestaltet ist. 8th shows a cage 4th with an inner ring inserted in it 2 . Between the inner ring 2 and the outer ring 3 there are sprags 6a , 6b that at the recess 19a , 19b of the outer ring 3 and on the clamping ramp 11a , 11b of the inner ring 2 are brought to the facility. Between the two sprags 6a , 6b of the pair of sprags 5a , 5b is a spring element 13th arranged that for springing the clamp body 6a , 6b of the pair of sprags 5a , 5b at least against the outer ring 3 is designed.

9 zeigt ein erfindungsgemäßes Verteilergetriebe 21 eines Kraftfahrzeugs (nicht dargestellt) mit einer Kupplungseinheit 22, einem Aktuator 23, einem Elektromotor 24 sowie der zuvor beschriebenen Rücklaufsperre 1. Der Elektromotor 24 treibt über eine Antriebswelle 25 den Käfig 4 der Rücklaufsperre 1 an. Der Käfig 4 überträgt die Drehbewegung wie zuvor beschrieben auf den Innenring 2, der wiederum mit einer Abtriebswelle 26 verbunden ist. Über die Abtriebswelle 26 ist der die Kupplungseinheit 22 steuernde Aktuator 23 mit der Rücklaufsperre 1 verbunden. 9 shows a transfer case according to the invention 21st of a motor vehicle (not shown) with a coupling unit 22nd , an actuator 23 , an electric motor 24 as well as the previously described backstop 1 . The electric motor 24 drives via a drive shaft 25th the cage 4th the backstop 1 on. The cage 4th transfers the rotary movement to the inner ring as described above 2 , in turn with an output shaft 26th connected is. Via the output shaft 26th is the the coupling unit 22nd controlling actuator 23 with the backstop 1 connected.

BezugszeichenlisteList of reference symbols

11
RücklaufsperreBackstop
22
InnenringInner ring
33
AußenringOuter ring
44th
KäfigCage
5a, 5b5a, 5b
KlemmkörperpaarSprag pair
6a, 6b6a, 6b
KlemmkörperClamp body
8a, 8b8a, 8b
KlemmrampeClamping ramp
9a, 9b9a, 9b
MitnehmerelementDriver element
1010
Konturcontour
11a, 11b11a, 11b
radiale Vertiefungradial recess
1313
FederelementSpring element
1717th
LängsschlitzLongitudinal slot
1818th
ZweiflachwelleDouble shaft
19a, 19b19a, 19b
AusnehmungRecess
20a, 20b20a, 20b
AnschlagelementStop element
2121st
VerteilergetriebeTransfer case
2222nd
KupplungseinheitCoupling unit
2323
AktuatorActuator
2424
ElektromotorElectric motor
2525th
Antriebswelledrive shaft
2626th
AbtriebswelleOutput shaft
2727
Öffnungopening

Claims (8)

Rücklaufsperre (1), umfassend - einen drehbeweglichen Innenring (2), - einen stationär festgelegten Außenring (3), und - einen radial zwischen dem Innenring (2) und dem Außenring (3) angeordneten Käfig (4) mit mindestens zwei Klemmkörperpaaren (5a, 5b) jeweils bestehend aus zwei Klemmkörpern (6a, 6b), wobei an einer Außenumfangsfläche des Innenrings (2) für jeden Klemmkörper (6a, 6b) des Klemmkörperpaares (5a, 5b) je eine Klemmrampe (8a, 8b) ausgebildet ist, wobei direkt angrenzend an der jeweiligen Klemmrampe (8a, 8b) eine radiale Vertiefung (11a, 11b) am Innenring (2) ausgebildet ist, und wobei jeweils nur ein Klemmkörper (6a, 6b) des jeweiligen Klemmkörperpaares (5a, 5b) gleichzeitig am Innenring (2) und am Außenring (3) zur Anlage kommt und jeweils anderer Klemmkörper (6a, 6b) des jeweiligen Klemmkörperpaares (5a, 5b) aufgrund der jeweiligen radialen Vertiefung (11a, 11b) zumindest nicht am Innenring (2) zur Anlage kommt, wobei die beiden Klemmrampen (8a, 8b) des jeweiligen Klemmkörperpaares (5a, 5b) in Umfangsrichtung gegenläufig voneinander wegführend ausgebildet sind, wobei der Käfig (4) an einer Stirnseite zumindest ein Mitnehmerelement (9a, 9b) aufweist, wobei das zumindest eine Mitnehmerelement (9a, 9b) axial in den Innenring (2) hineinragt und zur formschlüssigen Anbindung mit einer Kontur (10) am Innenring (2) verbindbar ist, wobei das zumindest eine Mitnehmerelement (9a, 9b) in Umfangsrichtung kleiner ausgebildet ist als die Kontur (10) am Innenring (2), wobei durch eine Relativbewegung des Käfigs (4) zum Innenring (2) einer der beiden Klemmkörper (6a, 6b) des jeweiligen Klemmkörperpaares (5a, 5b) sowohl an der jeweiligen Klemmrampe (8a, 8b) als auch am Außenring (3) zur Anlage kommt, wobei das zur Anlagekommen des jeweiligen Klemmkörpers (6a, 6b) an der jeweiligen Klemmrampe (8a, 8b) und am Außenring (3) durch einen Punktkontakt auftritt, wobei der Käfig (4) an einer Außenumfangsfläche für jeden Klemmkörper (6a, 6b) des jeweiligen Klemmkörperpaares (5a, 5b) eine jeweilige Ausnehmung (19a, 19b) aufweist.Backstop (1), comprising - a rotatable inner ring (2), - a stationary fixed outer ring (3), and - A cage (4) arranged radially between the inner ring (2) and the outer ring (3) with at least two pairs of clamping bodies (5a, 5b) each consisting of two clamping bodies (6a, 6b), with an outer peripheral surface of the inner ring (2) for each clamping body (6a, 6b) of the clamping body pair (5a, 5b) has a respective clamping ramp (8a, 8b), with a radial recess (11a, 11b) on the inner ring (2) directly adjacent to the respective clamping ramp (8a, 8b) is formed, and in each case only one clamping body (6a, 6b) of the respective pair of clamping bodies (5a, 5b) comes to rest on the inner ring (2) and the outer ring (3) at the same time and each other clamping body (6a, 6b) of the respective pair of clamping bodies ( 5a, 5b) at least does not come into contact with the inner ring (2) due to the respective radial indentation (11a, 11b), the two clamping ramps (8a, 8b) of the respective clamping body pair (5a, 5b) being designed to lead away from one another in opposite directions in the circumferential direction, wherein the cage (4) to a r end face has at least one driver element (9a, 9b), wherein the at least one driver element (9a, 9b) protrudes axially into the inner ring (2) and can be connected to a contour (10) on the inner ring (2) for a form-fitting connection at least one driver element (9a, 9b) is designed smaller in the circumferential direction than the contour (10) on the inner ring (2), whereby by a relative movement of the cage (4) to the inner ring (2) one of the two clamping bodies (6a, 6b) of the respective Clamping body pairs (5a, 5b) come into contact with both the respective clamping ramp (8a, 8b) and the outer ring (3), with the respective clamping body (6a, 6b) coming into contact with the respective clamping ramp (8a, 8b) and on the Outer ring (3) occurs through a point contact, the cage (4) having a respective recess (19a, 19b) on an outer peripheral surface for each clamping body (6a, 6b) of the respective clamping body pair (5a, 5b). Rücklaufsperre (1) nach Anspruch 1, wobei das Klemmkörperpaar (5a, 5b) zwei Kugeln oder zwei kugelige Körper aufweist.Backstop (1) Claim 1 , wherein the pair of clamping bodies (5a, 5b) has two balls or two spherical bodies. Rücklaufsperre (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, ferner umfassend zumindest ein Federelement (13) zwischen den beiden Klemmkörpern (6a, 6b) des jeweiligen Klemmkörperpaares (5a, 5b) zum Anfedern der beiden Klemmkörper (6a, 6b) zumindest gegen den Außenring (3).Backstop (1) according to one of the preceding claims, further comprising at least one spring element (13) between the two clamping bodies (6a, 6b) of the respective clamping body pair (5a, 5b) for springing the two clamping bodies (6a, 6b) at least against the outer ring ( 3). Rücklaufsperre (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei der Käfig (4) an einer inneren Stirnseite für jeden Klemmkörper (6a, 6b) des jeweiligen Klemmkörperpaares (5a, 5b) ein jeweiliges Anschlagelement (20a, 20b) zur Anlage des jeweiligen Klemmkörpers (6a, 6b) aufweist.Backstop (1) according to one of the preceding claims, wherein the cage (4) has a respective stop element (20a, 20b) on an inner end face for each clamping body (6a, 6b) of the respective clamping body pair (5a, 5b) for the contact of the respective clamping body ( 6a, 6b). Rücklaufsperre (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei der Käfig (4) einen Längsschlitz (17) zur formschlüssigen Aufnahme einer Zweiflachwelle (18) aufweist.Backstop (1) according to one of the preceding claims, wherein the cage (4) has a longitudinal slot (17) for the form-fitting reception of a two-flat shaft (18). Rücklaufsperre (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei zumindest der Außenring (3) und der Käfig (4) aus einem metallischen Blechmaterial ausgebildet sind.Backstop (1) according to one of the preceding claims, wherein at least the outer ring (3) and the cage (4) are formed from a metallic sheet material. Rücklaufsperre (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Kontur des Innenrings (2) gestaltet ist, ein Montagewerkzeug bei einer Montage der Rücklaufsperre (1) aufzunehmen.Backstop (1) according to one of the preceding claims, wherein the contour of the inner ring (2) is designed to accommodate an assembly tool during assembly of the backstop (1). Verteilergetriebe für ein Kraftfahrzeug, umfassend eine Kupplungseinheit zur Übertragung eines variablen Drehmoments, wobei die Kupplungseinheit zur Variierung des Drehmoments zumindest mittelbar von einem Aktuator steuerbar ist, wobei ferner der Aktuator zumindest mittelbar von einem Elektromotor steuerbar ist, und wobei zwischen dem Elektromotor und dem Aktuator eine Rücklaufsperre (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7 angeordnet ist.Transfer case for a motor vehicle, comprising a clutch unit for transmitting a variable torque, wherein the clutch unit for varying the torque can be controlled at least indirectly by an actuator, wherein the actuator can also be at least indirectly controlled by an electric motor, and wherein between the electric motor and the actuator a Backstop (1) after one of the Claims 1 to 7th is arranged.
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE102006058430A1 (en) * 2006-01-31 2007-08-09 Schaeffler Kg Power window
DE102017107102B3 (en) * 2017-04-03 2018-07-05 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Backstop and transfer case with a backstop

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