WO2011023815A2 - Bauteile mit biegestrukturen - Google Patents
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- WO2011023815A2 WO2011023815A2 PCT/EP2010/062599 EP2010062599W WO2011023815A2 WO 2011023815 A2 WO2011023815 A2 WO 2011023815A2 EP 2010062599 W EP2010062599 W EP 2010062599W WO 2011023815 A2 WO2011023815 A2 WO 2011023815A2
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- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
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- F16H55/00—Elements with teeth or friction surfaces for conveying motion; Worms, pulleys or sheaves for gearing mechanisms
- F16H55/02—Toothed members; Worms
- F16H55/17—Toothed wheels
- F16H55/18—Special devices for taking up backlash
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
- F16D41/00—Freewheels or freewheel clutches
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- F16D41/00—Freewheels or freewheel clutches
- F16D41/18—Freewheels or freewheel clutches with non-hinged detent
Definitions
- the invention relates generally to a pawl member and a toothed component.
- the invention relates to a pawl member and a toothed component, which are designed with bending structures.
- U.S. Patent 5,088,581 shows a ratchet wheel having resiliently deflectable pawls. In each rotational position of the ratchet wheel at least one pawl is unloaded. This reduces material fatigue. However, the ratchet wheel is only suitable for relatively low torques.
- US Patent 5,870,928 shows a toothed component for a camshaft drive.
- the component has two gears with the same outer contour, which are arranged parallel to each other on a common axis.
- the gears are rotatable relative to each other and biased by circumferentially extending coil springs which are supported at a first end at one and at a second end to the other gear.
- this construction is relatively expensive.
- the object of a first aspect of the invention is to propose a cost-effective construction of a pawl component, which is particularly suitable for high torques.
- the object of a second aspect of the invention is to propose a cost-effective construction of a toothed component which can be used, for example, as a prestressed gear component.
- a pawl member having a body and a plurality of pawls integrally formed with the body is provided. wherein the pawls are bendable from a first position in a first and a second direction, wherein the first direction corresponds to a locking function and the second direction corresponds to a free-wheeling function of the pawl member, and wherein the pawl member further comprises a plurality of integrally formed with the body supports , Which are adapted to come in a bending of the pawls in the first direction in abutment with the pawls and thus to prevent excessive loading of the pawls.
- Such an excessive load may, for example, be or include excessive bending of the pawls in the first direction in some embodiments.
- the pawls are not in abutment with the supports in an unloaded position.
- the unloaded position of the pawls may be in a range having a certain distance both from a maximum deflection of the pawls in the second direction in a freewheel and a maximum deflection of the pawls in the first direction in a blocking function.
- each pawl is configured such that it passes in a freewheeling operation after the passage of each rise of a blocking gate at a time in its unloaded first position to which the next increase in the blocking gate the pawl does not touch.
- the pawl member may be configured in different embodiments as a ratchet wheel or as a ring with inwardly facing pawls.
- the invention also encompasses an assembly having a pawl component according to the invention and a corresponding component which has a blocking gate.
- a toothed component is provided with a first and a second gear.
- the first gear has a first hub portion and a first tooth portion with a plurality of teeth. NEN, and the second gear has a second tooth portion with a plurality of teeth and a plurality of webs, which are integrally connected to the second tooth portion.
- the teeth of the second tooth portion are offset in an unloaded position relative to the teeth of the first tooth portion, and the second tooth portion is adapted to carry out under load relative movement relative to the first tooth portion by bending the webs until the teeth of the second tooth portion at least at one the first tooth portion adjacent area with the teeth of the first tooth portion are aligned.
- each land has first and second ends, the first end being integrally connected to the second tooth portion, and the second end being fixed so as to be stationary relative to the first gear.
- This fixation can be configured in the form of a direct or indirect connection to the first gear.
- An indirect connection can be understood, for example, to mean that the second ends open into one or more further components or sections, which in turn are attached to the first gearwheel.
- the direct or indirect connection may be located close to the outer sprocket of the second gear or close to the hub portion of the first gear.
- the second gear has a second hub portion, wherein the webs integrally connected to the second tooth portion extend between the second hub portion and the second tooth portion and further integrally connected to the second hub portion.
- the second hub portion or a fixedly connected to this section may be rotationally fixed or rigidly connected to the first gear.
- the bending of the webs is a lateral bend. This may be, for example, a bend having a component in the circumferential direction. This bend can be over much of the length or essentially the extend the entire length of the webs. As a result, the deformation of the webs remains within a given by the material of the webs elastic limit even with relatively large relative movements.
- each pawl has a bend portion and a head portion.
- the head portion may, for example, not or only slightly involved in the bending of the pawl.
- both the locking surface and the support surface of the pawl are disposed on the head portion, wherein the locking surface of the support surface may be approximately opposite.
- the two gears are arranged centered relative to each other in some embodiments.
- the second gear is slidable relative to the first gear in a direction having a radial direction component.
- the radial direction component mentioned here is assumed to be unequal to zero.
- the webs can in different embodiments either in the side view within a plane of the second gear (essentially recountdimen- sional) run or be curved out of this plane.
- a recess may be provided in the first gear into which the webs protrude.
- Such embodiments can be made particularly material-saving.
- the webs may be wavy or curved or curved.
- the webs may be formed with an approximately circumferentially extending balance arm.
- FIG. 1a is a perspective exploded view of a pawl member with a ratchet wheel and a wheel disc with outer ring according to a first embodiment of the invention
- Fig. 1 b is a plan view of the assembled pawl member of Fig. 1 a
- Fig. 1 c is a side view of the pawl member 1 a
- Fig. 1d is a plan view of the wheel disc of Fig. 1 a
- FIG. 1 e is a plan view of the ratchet wheel of Fig. 1 a
- FIG. 3d is a plan view of a composite pawl member in a slightly modified form compared with the third embodiment
- 3e-3i are enlarged views of a portion of the embodiment of FIG. 3d in five different rotational positions of the ratchet wheel in the outer ring,
- FIG. 3j is a further enlarged view of a portion of FIG. 3i illustrating a locking position of a pawl
- 4a is an exploded perspective view of a pawl member with a Sperr schizophreniarad and a wheel disc with an outer pawl ring according to a fourth embodiment of the invention
- 4b shows a plan view of the assembled pawl component of FIG. 4a
- FIG. 4c shows a side view of the pawl component of FIG. 4a
- FIG. 4d shows a plan view of the wheel disc of FIG. 4a
- FIG. 4b shows a plan view of the assembled pawl component of FIG. 4a
- FIG. 4c shows a side view of the pawl component of FIG. 4a
- FIG. 4d shows a plan view of the wheel disc of FIG. 4a
- FIG. 4e is a plan view of the inner Sperrdonrad of Fig. 4a
- FIG. 5a shows a perspective exploded view of a vorspannbar ble gear member having a first gear and a second gear with webs according to a fifth embodiment of the invention
- FIG. 5b is a plan view of the composite gear member of Fig. 5a
- Fig. 5c is a side view of the gear member of Fig. 5a
- FIG. 6d is an enlarged perspective view of the assembled gear component of FIG. 6a
- 11 a is a perspective exploded view of a vorspannbar ble gear member having a first gear and a second gear with webs according to an eleventh embodiment of the invention
- FIG. 11b is a plan view of the first gear of FIG. 11a
- FIG. 11c is a side view of the first gear of FIG. 11a
- FIG. 11d is a plan view of the second gear of FIGS. 11a
- 11b e is a side view of the second gear of Fig. 11a
- FIGS. 14a-14e are diagrams as in FIGS. 11a-11e according to a fourteenth embodiment of the invention
- FIGS. 15a and 15b are each a perspective exploded view of a preloadable gear member having a first gear and a second gear with lands according to a fifteenth embodiment of the Invention
- FIG. 15c is a plan view of the first gear of Fig. 15a and Fig. 15b,
- Fig. 15d is a side view of the first gear of Fig. 15a and Fig. 15b
- Fig. 15e is a plan view of the second gear of Fig. 15a and Fig. 15b
- Fig. 15f is a side view of the second gear of Fig. 15a and Fig. 15b
- Fig. 16a is a plan view of a biased toothed component, in another Gear engages
- Fig. 16b is a plan view of a biased toothed component which engages two further gears.
- Fig. 1 a - 4 e show embodiments of a pawl member according to a first aspect of the invention.
- the pawl component is designed as a ratchet wheel 10.
- the ratchet wheel 10 has a hub portion 12 and a fixed to the hub portion 12 or even integrally connected wheel disc 14.
- On the outer circumference of the wheel disc 14 a plurality of cuts 16.1, 16.2, ... and 18.1, 18.2, ... are formed, which define a corresponding number of pawls 20.1, 20.2, ... More precisely, each pawl 20.x is limited by two incisions 16.x and 18.x.
- each pawl 20.x is integrally formed with the wheel disc 14, and the cuts 16.x, 18.x each define a bending portion 22.x of each pawl 20.x.
- the ratchet wheel 10 cooperates with an outer ring 24, whose inner circumference is formed as a blocking gate 26 with a plurality of locking surfaces 28.1, 28.2,....
- Each blocking surface 28.x of the outer ring 24 extends in an approximately radial direction.
- an inward-directed increase 30.x adjoins each blocking surface 28.x.
- Each blocking surface 28.x corresponds to a corresponding blocking surface 32.x at the tip of each pawl 20.x.
- the number of pawls 20.x can differ from the number of blocking surfaces 28.x.
- more blocking surfaces 28.x can be provided as pawls 20.x to a To enable particularly fine locking in lock-up operation and to keep the noise in freewheeling operation low.
- Such modifications can be combined with all other embodiments of the pawl member.
- the outward-acting spring force of the pawls 20.x must not be too large.
- the limited by the incisions 16.x and 18.x bending sections 22.x of the pawls 20.x should therefore have only a limited material thickness.
- a high torque between the ratchet wheel 10 and the outer ring 24 is transmitted, considerable forces on the bending portions 22.x of the pawls 20.x act.
- each pawl 20.x has a support surface 36.x approximately opposite the blocking surface 32.x.
- a support surface 38.x is formed. If, in the blocking operation of the pawl wheel 10, the pawls 20.x are bent outwards beyond their unloaded position, then the support surfaces 36.x come into contact with the Support surfaces 38.x, and the torque is introduced into the supports 34.x.
- These supports 34.x can be made significantly more stable than the bending sections 22.x, since the supports 34.x need not exert any spring function during the freewheeling operation.
- the support surfaces 36.x / 38.x are made relatively small. If the force vectors introduced into the supports 34.x do not have exactly the same direction as the bending sections 22.x., then the support surfaces 36.x / 38.x act as pivot bearings, so that bending forces in the bending sections 22 still exist in the blocking operation. x can be initiated. While these forces are much lower than the corresponding forces without supports 34.x., they may still be undesirable.
- the support surfaces 36.x / 38.x are flat supports.
- Such a configuration is shown in Fig. 2a - 2c. shown.
- the effective area of the abutting support surfaces 36.x / 38.x at least as large or at least twice as large as the effective surface area of the abutting stop surfaces 28.x / 32.x.
- FIGS. 3a-3j show two slightly different embodiments, in which the pawl wheel has twelve pawls 20.x and correspondingly twelve supports 36.x.
- the blocking gate 26 also contains twelve blocking surfaces 28.x and rises 30.x in FIGS. 3a-3c, whereas in the embodiment according to FIGS. 3d-3j a finer subdivision of the blocking gate 26 with more than 12 blocking surfaces 28.x and rises 30. x is provided.
- each head section 40.x has a blocking surface 32.x and a supporting surface 36.x, these blocking and supporting surfaces 32.x / 36.x being approximately opposite each other.
- the bending of the pawl 20.x takes place predominantly or almost completely along the bending section 22.x, while the head section 40.x is substantially rigid in itself. It is understood that also in the other embodiments described here, a subdivision between bending section 22.x and head section 40.x can be made. In Fig.
- a sequence sequence is shown in which the ratchet wheel 10 from a freewheeling operation (rotation of the ratchet wheel 10 in the clockwise direction in Fig. 3e - 3i) changes the direction of rotation and enters a blocking position.
- Fig. 3g shows an unloaded position of the pawls 20.x, in which the pawls 20.x abut neither on the supports 34.x still on the blocking gate 26. Starting from this unloaded position, the pawls 20.x are bendable in a first direction and a second direction.
- Fig. 3g shows an unloaded position of the pawls 20.x, in which the pawls 20.x abut neither on the supports 34.x still on the blocking gate 26. Starting from this unloaded position, the pawls 20.x are bendable in a first direction and a second direction.
- the head portion 40.1 moves to the left when the pawl 20.1 is bent in the first direction, and the head portion 40.1 moves to the right when the pawl is bent in the second direction.
- the first direction corresponds to a blocking function
- the second direction corresponds to a free-running function.
- FIGS. 3e-3i The flow sequence of FIGS. 3e-3i begins in FIG. 3e. There, a position of the ratchet wheel 10 is shown, in which the pawls 20.x occupy a maximum deflection in the second direction. This is the case when a tip of a pawl 20.x (ie the point of the pawl 20.x, which has the greatest radial distance from the axis of rotation) a peak of a rise 30.x of the blocking gate 26 (ie that point of the Sperrkulisse 26 having the smallest radial distance from the rotation axis of the ratchet wheel 10). Starting from the position in Fig. 3e, the ratchet wheel 10 is now in
- Fig. 3i and the enlarged view in Fig. 3j show the maximum deflection of the pawls 20.x in the first direction.
- the support surfaces 36.x of the pawls 20.x are in planar contact with the support surfaces 38.x of the supports 34.x.
- the unloaded position of the pawls 20.x lies in a region between the
- Maximal deflection of the pawls 20.x in the first and the second direction This range may be, for example, the range of 10% -90% or the range of 25% -75% between the maximum deflections.
- This embodiment has the advantage that in a freewheeling operation, the pawls 20.x, after having passed the tips of the blocking gate 26 (FIG. 3e), do not bounce or snap onto the ascents 30.x of the blocking gate. The pawls 20.x come to rest rather in their unloaded position and are then raised relatively gently by the next increase 30.x.
- the pawls are not arranged on an inner wheel, but on the outer ring.
- 4a-4e show such an embodiment in which the pawl member is formed by an outer ring 24 'with inwardly projecting pawls 2O'.x.
- the locking gate 26 ' is located on the outer circumference of a gear 10 'with a hub portion 12', wherein here more locking surfaces 28'.x and (here outward) increases 3O'.x are provided as pawls 2O'.x are present. It is understood that the embodiment according to FIGS. 4a-4e can be modified in accordance with the further developments described above and shown in FIGS. 1a-3j.
- pawls 2O'.x and the blocking gate 26 ' may be shaped and dimensioned according to the ideas described above.
- a blocking gate 26 can be provided which has more blocking surfaces 28.x and rises 30.x than pawls 20.x are present.
- Embodiments of a second aspect of the invention are shown in FIGS. 5a-16b. These embodiments relate in each case to a toothed component 50 which is designed as a pretensionable-or in the installed state-biased-gear component.
- a toothed component 50 can be used for example in the automotive sector for the camshaft drive or the drive of a balance shaft in order to improve the smoothness.
- the toothed component 50 has a first gear 52 and a second gear 54.
- the first gear 52 is designed as a rigid component with a first hub portion 56 and a first outer tooth portion 58, wherein the first hub portion 56 and the first tooth portion 58 are integrally formed.
- the second gear 54 has a second outer tooth portion 62.
- the two tooth sections 58, 62 have a completely identical outer contour in cross-section, so that the teeth of the two tooth sections 58, 62 can be exactly aligned with a suitable angular position of the toothed wheels 52, 54.
- the toothed portions 58, 62 can be brought into coincidence with one another, at least on their mutually facing sides.
- the second toothed wheel 54 furthermore has a second hub portion 60, which is arranged radially inside the second toothed portion 62.
- the second gear 54 a plurality - for example, three or any other number - webs 64.1, 64.2, 64.3 are provided. These webs are collectively referred to below by the reference numeral 64.x.
- the webs 64.x each extend between the second hub portion 60 and the second tooth portion 62.
- the webs 64.x are integrally connected to both the second hub portion 60 and the second tooth portion 62.
- the webs 64.x are integrally connected at one end to the second toothed portion 62, while the second end is firmly and rigidly connected to the first gearwheel 52.
- the webs 64.x are there formed by the fact that in the second gear 54 three narrow, each circular sector-shaped slots 66.x are incorporated. Each of the slots 66.x each encloses a rigid section 68.x, which merges into the second hub section 60 in one piece.
- the second gear 54 is rotatably connected to three mounting holes 70.x. with three corresponding mounting holes 72.x of the first gear 52 connected. However, the two gears 52, 54 are aligned in such an angular position to each other, that in the unloaded state, the teeth of the second tooth portion 62 of the second gear 54 are slightly offset from the teeth of the first tooth portion 58 of the first gear 52.
- the webs 64.x bend in the circumferential direction so that the teeth of the second gear section 62 fall into a position in which they are completely congruent with the teeth of the first tooth section 58.
- the component 50 When assembled from the gears 52 and 54, the component 50 is mounted in engagement with another gear (not shown), the component 50 biases the further gear with bias. In this way, results in a quiet and gentle material startup and a lower noise during operation.
- the component 50 can be used, for example, for toothed drives for camshafts, in which the lowest possible noise is required. Furthermore, a variety of other applications are provided both in motor vehicles and other technical devices.
- the strength of the bias voltage can be adjusted by the number of webs 64.x and by their dimensioning.
- the invention is not limited to a certain number of webs 64.x.
- FIGS. 6a-6d show a modified embodiment in which twelve webs 64.x - and correspondingly twelve slots 66.x and twelve rigid areas 68.x - are provided.
- the rigid sections 68.x located between the webs 64.x serve as torque supports in the embodiments according to FIGS. 5a-6d, which prevent an excessive bending load of the webs 64.x. Such a bending load could occur, for example, if the toothed component 50 is installed incorrectly.
- Fig. 7a - 7c show an alternative embodiment, in the material
- FIGS. 7a-7c show an alternative embodiment of the rotationally fixed connection between Here, a lug 61 which is flattened on one side in the circumferential direction is formed on the first toothed wheel 52. Accordingly, the hub portion 60 of the second toothed wheel 54 has a central opening with additional chem material in the form of an inserted circle segment 59 on. It is understood that the other embodiments described here can be formed with an attachment of the two gears 52, 54 as shown in FIG. 7a - 7c.
- the webs 64.x are not only subjected to bending in the circumferential direction, but to a lesser extent also to tension. Namely, the second tooth portion 62 is practically incomprimable as a self-contained annular member at a uniform tensile load in the radial direction.
- these webs 64.x are wavy-as shown in FIGS. 8a-8c, 9a-9c, 12a-12e, and 14a-14e - or with an additional, approximately circumferentially extending balance arm 78.x - as in Fig. 10a - 10c and Fig. 11 a - 11 e shown - to design.
- an embodiment with lateral torque support (formed by the rigid portions 68.x) is shown in Fig. 8a - 8c, while the other figures mentioned show embodiments without torque arm.
- all embodiments of the webs 64.x shown here can be combined with all embodiments of torque supports-in particular by full-area rigid sections 68.x or by rigid side parts 68'.x, 68 ".x.
- the compensating arm 78.x can also be provided, for example, in the middle of each web 64.x. Such modifications approach a wave-shaped configuration of the webs 64.x.
- the fastening holes 70. X are formed directly on projections of the hub portion 60.
- FIGS. 9a-9c and 10a-10c close to the tooth sections 58 and 62, serve to preload the component 50 during assembly.
- the gears 52, 54 are rotated into a position so that the teeth and also the mounting auxiliary holes 74.x and 76.x are aligned.
- An assembly pin is then inserted into one of the mounting pilot holes 74.x and 76.x to fix the biased position. After assembly, the pin is removed.
- three pairs of mounting auxiliary holes 74.x and 76.x are provided in FIGS. 9a-9c and FIGS. 10a-10c.
- FIGS. 11a-16b each with a pair of mounting pilot holes 74.1 and 76.1 is shown.
- FIGS. 5a-11e as well as FIGS. 13a-13e and
- the second gear 54 is substantially flat, as can be seen in particular from the side views of Fig. 5c, 6c, 7c, 8c, 9c, 10c, 11e, 13e and 15f.
- the webs are 64.x in the side view within the gear level.
- embodiments are also provided in which the webs 64.x are bent three-dimensionally out of the gear wheel plane and protrude into a corresponding recess 80 in the first gearwheel 52.
- Such embodiments are shown in Figs. 12a-12e and Figs. 14a-14e. These embodiments can be large, space or weight optimized.
- the first gear 52 can be made lighter and with less material.
- the length compensating effect described above without a separate compensating arm 78.x can be achieved by the three-dimensional wave-shaped design of the webs 64.x, even if in some embodiments such a compensating arm 78.x is additionally provided.
- connection may be, for example, a screw or rivet or welding or adhesive connection or a positive connection or a connection by press fit;
- riveting is used in the present embodiments.
- the connection may be rigid and / or fixed and / or non-detachable and / or non-rotatable and / or non-positive.
- rivet connections are provided in FIGS.
- end pieces 82.x of the webs 64.x are of annular design and enclose rivet extensions 83.x of the first gearwheel 52.
- the end pieces have pin-shaped projections which are pressed into fastening holes 72.x in the first gearwheel 52.
- connection points between the end pieces 82.x of the webs 64.x and the first gear 52 are in the embodiments according to FIG. 13a - 13e, Fig. 14a - 14e, Fig. 15a - 15f and Fig. 16a - 16b radially relatively far outside the first gear 52 near the first tooth portion 58.
- the joint may be located in the radially outer half or in the radially outer quarter of the first gear 52.
- the webs 64.x then run curved in the top view, so that the end piece 82.x of each web 64.x is located approximately in the vicinity of the integral connection of the other end of this web 64.x with the second tooth section 62.
- the distance between the end piece 82.x of each web 64.x. to the location of the one-piece connection may be less than 50% or less than 30% of the radius of the second gear 54.
- the curvature of the webs 64.x can, for example, be U-shaped in plan view (as in FIGS. 13a-13e, FIGS. 14a-14e and 16a-16b) or circular-arc-shaped (as in FIGS. 15a-15f).
- a curvature in the axial direction may be provided out of the gear plane (as in FIGS. 14a-14e).
- Such a "floating bearing" of the second gear 54 on the first gear 52 has the particular advantage that a single toothed component 50 its biasing action against two other gears 84, 86th
- webs 64.x may be provided with individual end pieces 82.x, wherein the end pieces 82.x at or near the hub portion 56 of the first gear 52 are rigidly connected to this gear 52.
- the webs 64.x can be straight or corrugated or shaped in any other way and, in particular, also have compensating arms 78.x.
Landscapes
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Abstract
Ein gezahntes Bauteil (50) weist ein erstes Zahnrad (52) mit einem ersten Nabenabschnitt (56) und einem ersten Zahnabschnitt (58) sowie ein zweites Zahnrad (54) mit einem zweiten Zahnabschnitt (62) auf. Mehrere Stege (64.x) sind einstückig mit dem zweiten Zahnabschnitt (62) verbunden. Der zweite Zahnabschnitt (62) ist dazu eingerichtet, bei Belastung eine Relativbewegung gegenüber dem ersten Zahnabschnitt (58) durch Biegung der Stege (64.x) auszuführen, bis die Zähne des zweiten Zahnabschnitts (62) zumindest an einem an den ersten Zahnabschnitt (58) angrenzenden Bereich mit den Zähnen des ersten Zahnabschnitts (58) fluchten. Ein Sperrklinkenbauteil weist einen Körper und mehrere einstückig mit dem Körper ausgebildete Sperrklinken auf. Die Sperrklinken sind aus einer ersten Stellung in eine erste und eine zweite Richtung biegbar, wobei die erste Richtung einer Sperrfunktion und die zweite Richtung einer Freilauffunktion entspricht. Das Sperrklinkenbauteil weist ferner mehrere einstückig mit dem Körper ausgebildete Stützen auf, die dazu eingerichtet sind, bei einer Biegung der Sperrklinken in die erste Richtung in Anlage mit den Sperrklinken zu kommen und somit eine übermässige Belastung der Sperrklinken zu verhindern. Die erfindungsgemäßen Konstruktionen sind kostengünstig, wobei das Sperrklinkenbauteil insbesondere für hohe Drehmomente geeignet ist.
Description
Bauteile mit Biegestrukturen
Die Erfindung betrifft allgemein ein Sperrklinkenbauteil sowie ein gezahntes Bau- teil. Insbesondere betrifft die Erfindung ein Sperrklinkenbauteil sowie ein gezahntes Bauteil, die mit Biegestrukturen ausgestaltet sind.
Das US-Patent 5,088,581 zeigt ein Sperrklinkenrad, das elastisch biegbare Sperrklinken aufweist. In jeder Drehposition des Sperrklinkenrades ist mindestens eine Sperrklinke unbelastet. Hierdurch wird die Materialermüdung reduziert. Das Sperrklinkenrad ist jedoch nur für relativ geringe Drehmomente geeignet.
Das US-Patent 5,870,928 zeigt ein gezahntes Bauteil für einen Nockenwellenantrieb. Das Bauteil weist zwei Zahnräder mit gleichem Außenumriss auf, die parallel nebeneinander an einer gemeinsamen Achse angeordnet sind. Die Zahnräder sind gegeneinander verdrehbar und durch in Umfangsrichtung verlaufende Schraubenfedern, die sich mit einem ersten Ende an einem und mit einem zweiten Ende an dem anderen Zahnrad abstützen, vorgespannt. Diese Konstruktion ist jedoch relativ aufwendig.
Aufgabe eines ersten Aspekts der Erfindung ist es, eine kostengünstige Konstruktion eines Sperrklinkenbauteils vorzuschlagen, das insbesondere für hohe Drehmomente geeignet ist. Aufgabe eines zweiten Aspekts der Erfindung ist es, eine kostengünstige Konstruktion eines gezahnten Bauteils vorzuschlagen, das beispielsweise als vorgespanntes Zahnradbauteil einsetzbar ist.
Die Erfindung ist durch die unabhängigen Ansprüche definiert. Die abhängigen Ansprüche betreffen optionale Merkmale einiger Ausgestaltungen der Erfindung. Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung ist ein Sperrklinkenbauteil mit einem Körper und mehreren einstückig mit dem Körper ausgebildeten Sperrklinken vor-
gesehen, wobei die Sperrklinken aus einer ersten Stellung in eine erste und eine zweite Richtung biegbar sind, wobei die erste Richtung einer Sperrfunktion und die zweite Richtung einer Freilauffunktion des Sperrklinkenbauteils entspricht, und wobei das Sperrklinkenbauteil ferner mehrere einstückig mit dem Körper ausge- bildete Stützen aufweist, die dazu eingerichtet sind, bei einer Biegung der Sperrklinken in die erste Richtung in Anlage mit den Sperrklinken zu kommen und somit eine übermäßige Belastung der Sperrklinken zu verhindern. Eine solche übermäßige Belastung kann in manchen Ausgestaltungen beispielsweise eine übermäßige Biegung der Sperrklinken in die erste Richtung sein oder beinhalten.
In manchen Ausführungsformen befinden sich die Sperrklinken in einer unbelasteten Stellung nicht Anlage mit den Stützen. Ferner kann in manchen Ausgestaltungen die unbelastete Stellung der Sperrklinken in einem Bereich liegen, der einen gewissen Abstand sowohl von einer Maximalauslenkung der Sperrklinken in die zweite Richtung bei einem Freilauf als auch von einer Maximalauslenkung der Sperrklinken in die erste Richtung bei einer Sperrfunktion aufweist. Hierdurch wird ein besonders ruhiger Lauf erzielt. Dies gilt insbesondere dann, wenn in weiteren Ausführungsformen jede Sperrklinke derart ausgestaltet ist, dass sie bei einem Freilaufbetrieb nach dem Durchlauf jedes Anstiegs einer Sperrkulisse zu einem Zeitpunkt in ihre unbelastete erste Stellung gelangt, zu dem der nächste Anstieg der Sperrkulisse die Sperrklinke noch nicht berührt.
Das Sperrklinkenbauteil kann in unterschiedlichen Ausführungsformen als Sperrklinkenrad oder als Ring mit nach innen weisenden Sperrklinken ausgestaltet sein.
Die Erfindung umfasst auch eine Baugruppe mit einem erfindungsgemäßen Sperrklinkenbauteil und einem korrespondierenden Bauteil, das eine Sperrkulisse aufweist. Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung ist ein gezahntes Bauteil mit einem ersten und einem zweiten Zahnrad vorgesehen. Das erste Zahnrad weist einen ersten Nabenabschnitt und einen ersten Zahnabschnitt mit einer Vielzahl von Zäh-
nen auf, und das zweite Zahnrad weist einen zweiten Zahnabschnitt mit einer Vielzahl von Zähnen und mehrere Stege auf, die einstückig mit dem zweiten Zahnabschnitt verbunden sind. Die Zähne des zweiten Zahnabschnitts sind in einer unbelasteten Stellung gegenüber den Zähnen des ersten Zahnabschnitts versetzt, und der zweite Zahnabschnitt ist dazu eingerichtet, bei Belastung eine Relativbewegung gegenüber dem ersten Zahnabschnitt durch Biegung der Stege auszuführen, bis die Zähne des zweiten Zahnabschnitts zumindest an einem an den ersten Zahnabschnitt angrenzenden Bereich mit den Zähnen des ersten Zahnabschnitts fluchten.
In manchen Ausgestaltungen weist jeder Steg ein erstes und ein zweites Ende auf, wobei das erste Ende einstückig mit dem zweiten Zahnabschnitt verbunden ist und das zweite Ende derart fixiert ist, dass es relativ zum ersten Zahnrad ortsfest ist. Diese Fixierung kann in Form einer direkten oder einer indirekten Verbindung mit dem ersten Zahnrad ausgestaltet sein. Unter einer indirekten Verbindung kann beispielsweise verstanden werden, dass die zweiten Enden in ein oder mehrere weitere Bauteile oder Abschnitte münden, die ihrerseits an dem ersten Zahnrad angebracht sind. Die direkte oder indirekte Verbindung kann nahe am äußeren Zahnkranz des zweiten Zahnrads oder nahe am Nabenabschnitt des ersten Zahn- rads angeordnet sein.
Ferner sind Ausführungsformen vorgesehen, bei denen das zweite Zahnrad einen zweiten Nabenabschnitt aufweist, wobei sich die einstückig mit dem zweiten Zahnabschnitt verbundenen Stege zwischen dem zweiten Nabenabschnitt und dem zweiten Zahnabschnitt erstrecken und ferner einstückig mit dem zweiten Nabenabschnitt verbunden sind. Der zweite Nabenabschnitt oder ein mit diesem fest verbundener Abschnitt kann hierbei drehfest oder starr mit dem ersten Zahnrad verbunden sein. Vorzugsweise ist die Biegung der Stege eine seitliche Biegung. Dies kann beispielsweise eine Biegung sein, die eine Komponente in Umfangsrichtung aufweist. Diese Biegung kann sich über einen Großteil der Länge oder im wesentlichen die
gesamte Länge der Stege erstrecken. Hierdurch bleibt die Verformung der Stege auch bei relativ großen Relativbewegungen innerhalb einer durch das Material der Stege vorgegebenen Elastizitätsgrenze. In manchen Ausgestaltungen weist jede Sperrklinke einen Biegeabschnitt und einen Kopfabschnitt auf. Der Kopfabschnitt kann beispielsweise nicht oder nur geringfügig an der Biegung der Sperrklinke beteiligt sein. In manchen Ausführungsformen sind sowohl die Sperrfläche als auch die Stützfläche der Sperrklinke an dem Kopfabschnitt angeordnet, wobei die Sperrfläche der Stützfläche ungefähr gegenüberliegen kann.
Die beiden Zahnräder sind in manchen Ausgestaltungen relativ zueinender zentriert angeordnet. In anderen Ausführungsformen ist dagegen das zweite Zahnrad relativ zum ersten Zahnrad in einer Richtung, die eine radiale Richtungskomponen- te aufweist, verschiebbar. Die hier genannte radiale Richtungskomponente wird dabei natürlich als ungleich Null vorausgesetzt.
Die Stege können in unterschiedlichen Ausgestaltungen entweder in der Seitenansicht innerhalb einer Ebene des zweiten Zahnrads (im wesentlichen zweidimen- sional) verlaufen oder aus dieser Ebene hinaus gekrümmt sein. Im zweitgenannten Fall kann im ersten Zahnrad eine Ausnehmung vorgesehen sein, in die die Stege hineinragen. Derartige Ausführungsformen können besonders materialsparend hergestellt werden. In unterschiedlichen Ausführungsformen können die Stege wellenförmig verlaufen oder gekrümmt oder gebogen sein. Alternativ oder zusätzlich können die Stege mit einem ungefähr in Umfangsrichtung verlaufenden Ausgleichsarm ausgebildet sein.
Weitere Merkmale, Vorteile und Aufgaben der Erfindung ergeben sich aus den beigefügten schematischen Zeichnungen mehrerer Ausführungsbeispiele. In den Zeichnungen zeigen:
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Fig. 1 a eine perspektivische auseinandergezogene Darstellung eines Sperrklinkenbauteils mit einem Sperrklinkenrad und einer Radscheibe mit äußerem Ring nach einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung, Fig. 1 b eine Draufsicht auf das zusammengesetzte Sperrklinkenbauteil von Fig. 1 a, Fig. 1 c eine Seitenansicht des Sperrklinkenbauteils von Fig. 1 a, Fig. 1d eine Draufsicht auf die Radscheibe von Fig. 1 a,
Fig. 1 e eine Draufsicht auf das Sperrklinkenrad von Fig. 1 a,
Fig. 2a - 2c Darstellungen wie in Fig. 1 a - 1 c nach einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung,
Fig. 3a - 3c Darstellungen wie in Fig. 1 a - 1 c nach einem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung,
Fig. 3d eine Draufsicht auf ein zusammengesetztes Sperrklinkenbauteil in einer gegenüber der dritten Ausführungsform leicht abgewandelten Ausgestaltung,
Fig. 3e - 3i vergrößerte Darstellungen eines Bereichs der Ausgestaltung nach Fig. 3d in fünf verschiedenen Rotationsstellungen des Sperrklinkenrades in dem äußeren Ring,
Fig. 3j eine nochmals vergrößerte Darstellung eines Bereichs von Fig. 3i, die eine Sperrposition einer Sperrklinke veranschaulicht,
Fig. 4a eine perspektivische auseinandergezogene Darstellung eines Sperrklinken- bauteils mit einem Sperrflächenrad und einer Radscheibe mit einem äußeren Sperrklinkenring nach einem vierten Ausführungsbeispiel der Erfindung,
Fig. 4b eine Draufsicht auf das zusammengesetzte Sperrklinkenbauteil von Fig. 4a, Fig. 4c eine Seitenansicht des Sperrklinkenbauteils von Fig. 4a, Fig. 4d eine Draufsicht auf die Radscheibe von Fig. 4a,
Fig. 4e eine Draufsicht auf das innere Sperrflächenrad von Fig. 4a,
Fig. 5a eine perspektivische auseinandergezogene Darstellung eines vorspann- baren Zahnradbauteils mit einem ersten Zahnrad und einem zweiten Zahnrad mit Stegen nach einem fünften Ausführungsbeispiel der Erfindung,
Fig. 5b eine Draufsicht auf das zusammengesetzte Zahnradbauteil von Fig. 5a, Fig. 5c eine Seitenansicht des Zahnradbauteils von Fig. 5a,
Fig. 6a - 6c Darstellungen wie in Fig. 5a - 5c nach einem sechsten Ausführungsbeispiel der Erfindung, Fig. 6d eine vergrößerte perspektivische Darstellung des zusammengesetzten Zahnradbauteils von Fig. 6a,
Fig. 7a - 7c Darstellungen wie in Fig. 5a - 5c nach einem siebten Ausführungsbeispiel der Erfindung,
Fig. 8a - 8c Darstellungen wie in Fig. 5a - 5c nach einem achten Ausführungsbeispiel der Erfindung,
Fig. 9a - 9c Darstellungen wie in Fig. 5a - 5c nach einem neunten Ausführungs- beispiel der Erfindung,
Fig. 10a - 10c Darstellungen wie in Fig. 5a - 5c nach einem zehnten Ausführungsbeispiel der Erfindung,
Fig. 11 a eine perspektivische auseinandergezogene Darstellung eines vorspann- baren Zahnradbauteils mit einem ersten Zahnrad und einem zweiten Zahnrad mit Stegen nach einem elften Ausführungsbeispiel der Erfindung,
Fig. 11 b eine Draufsicht auf das erste Zahnrad von Fig. 11 a, Fig. 11 c eine Seitenansicht des ersten Zahnrads von Fig. 11 a, Fig. 11 d eine Draufsicht auf das zweite Zahnrad von Fig. 11 a, Fig. 11 e eine Seitenansicht des zweiten Zahnrads von Fig. 11 a,
Fig. 12a - 12e Darstellungen wie in Fig. 11 a - 11 e nach einem zwölften Ausführungsbeispiel der Erfindung,
Fig. 13a - 13e Darstellungen wie in Fig. 11 a - 11 e nach einem dreizehnten Ausfüh- rungsbeispiel der Erfindung,
Fig. 14a - 14e Darstellungen wie in Fig. 11 a - 11 e nach einem vierzehnten Ausführungsbeispiel der Erfindung, Fig. 15a und 15b je eine perspektivische auseinandergezogene Darstellung eines vorspannbaren Zahnradbauteils mit einem ersten Zahnrad und einem zweiten Zahnrad mit Stegen nach einem fünfzehnten Ausführungsbeispiel der Erfindung,
Fig. 15c eine Draufsicht auf das erste Zahnrad von Fig. 15a und Fig. 15b,
Fig. 15d eine Seitenansicht des ersten Zahnrads von Fig. 15a und Fig. 15b,
Fig. 15e eine Draufsicht auf das zweite Zahnrad von Fig. 15a und Fig. 15b, Fig. 15f eine Seitenansicht des zweiten Zahnrads von Fig. 15a und Fig. 15b, Fig. 16a eine Draufsicht auf ein vorgespanntes gezahntes Bauteil, das in ein weiteres Zahnrad eingreift, und
Fig. 16b eine Draufsicht auf ein vorgespanntes gezahntes Bauteil, das in zwei weitere Zahnräder eingreift.
Fig. 1 a - 4e zeigen Ausführungsbeispiele eines Sperrklinkenbauteils gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung. In den Ausführungsformen nach Fig. 1 a - 3j ist das Sperrklinkenbauteil als Sperrklinkenrad 10 ausgestaltet. Das Sperrklinkenrad 10 weist einen Nabenabschnitt 12 und eine mit dem Nabenabschnitt 12 fest oder sogar einstückig verbundene Radscheibe 14 auf. Am Außenumfang der Radscheibe 14 sind mehrere Einschnitte 16.1 , 16.2, ... sowie 18.1 , 18.2, ... ausgebildet, die eine entsprechende Anzahl von Sperrklinken 20.1 , 20.2, ... definieren. Genauer ist jede Sperrklinke 20.x von je zwei Einschnitten 16.x und 18.x begrenzt. An ihrer Basis ist jede Sperrklinke 20.x einstückig mit der Radscheibe 14 ausge- bildet, und die Einschnitte 16.x, 18.x definieren je einen Biegeabschnitt 22.x jeder Sperrklinke 20.x.
Das Sperrklinkenrad 10 wirkt mit einem äußeren Ring 24 zusammen, dessen Innenumfang als Sperrkulisse 26 mit mehreren Sperrflächen 28.1 , 28.2, ... ausge- bildet ist. Jede Sperrfläche 28.x des äußeren Rings 24 verläuft in ungefähr radialer Richtung. In der Art einer Sägezahn-Kurve grenzt an jede Sperrfläche 28.x je ein nach innen gerichteter Anstieg 30.x an. Jede Sperrfläche 28.x korrespondiert zu einer entsprechenden Sperrfläche 32.x an der Spitze jeder Sperrklinke 20.x. Auch wenn in den Zeichnungen genau so viele Sperrklinken 20.x wie Sperrflächen 28.x vorgesehen sind, versteht sich, dass sich in Abwandlungen die Zahl der Sperrklinken 20.x von der Zahl der Sperrflächen 28.x unterscheiden kann. Insbesondere können mehr Sperrflächen 28.x als Sperrklinken 20.x vorgesehen sein, um ein
besonders feines Einrasten im Sperrbetrieb zu ermöglichen und die Geräuschentwicklung im Freilaufbetrieb gering zu halten. Derartige Abwandlungen können mit allen anderen Ausgestaltungen des Sperrklinkenbauteils kombiniert werden. Bei einer Drehbewegung des Sperrklinkenrades 10 gegenüber dem äußeren Ring 24 im Uhrzeigersinn in Fig. 1 b geraten die Sperrflächen 28.x und 32.x paarweise in Anlage aneinander, wodurch die Relativbewegung zwischen dem Sperrklinkenrad 10 und dem äußeren Ring 24 gestoppt wird. In Freilaufrichtung - also bei einer Relativbewegung des Sperrklinkenrades 10 gegenüber dem äußeren Ring 24 gegen den Uhrzeigersinn in Fig. 1 b - laufen die Sperrklinken 20.x an der Sperrkulisse 26 entlang und werden von den Anstiegen 30.x vor jeder Sperrfläche 28.x nach innen - in Richtung zum Nabenabschnitt 12 hin - gedrückt.
Um die während der Freilauffunktion auftretende Reibung zwischen den Sperrklinken 20.x und der Sperrkulisse 26 gering zu halten, darf die nach außen wirkende Federkraft der Sperrklinken 20.x nicht zu groß gewählt werden. Die von den Einschnitten 16.x und 18.x begrenzten Biegeabschnitte 22.x der Sperrklinken 20.x sollen daher nur eine beschränkte Materialstärke aufweisen. Andererseits können, wenn in der Sperrstellung ein hohes Drehmoment zwischen dem Sperrklinkenrad 10 und dem äußeren Ring 24 übertragen wird, erhebliche Kräfte auf die Biegeabschnitte 22.x der Sperrklinken 20.x wirken. Um hier die Belastung der Biegeabschnitte 22.x nicht zu groß werden zu lassen, sind in den Ausführungsbeispielen nach Fig. 1 a - 3j die Abschnitte der Radscheibe 14 zwischen den Sperrklinken 20.x als Drehmomentstützen oder Stützen 34.x ausgebildet. Genauer gesagt, weist jede Sperrklinke 20.x eine Stützfläche 36.x auf, die der Sperrfläche 32.x ungefähr entgegengesetzt ist. Dazu korrespondierend ist an jeder Stütze 34.x eine Stützfläche 38.x ausgebildet. Wenn im Sperrbetrieb des Sperrklinkenrades 10 die Sperrklinken 20.x über ihre unbelastete Stellung hinaus nach außen gebogen werden, so geraten die Stützflächen 36.x in Anlage mit den
Stützflächen 38.x, und das Drehmoment wird in die Stützen 34.x eingeleitet. Diese Stützen 34.x können deutlich stabiler als die Biegeabschnitte 22.x ausgestaltet sein, da die Stützen 34.x während des Freilaufbetriebes keine Federfunktion auszuüben brauchen.
Bei dem in Fig. 1 a - 1 e gezeigten Ausführungsbeispiel sind die Stützflächen 36.x / 38.x relativ klein ausgestaltet. Falls die in die Stützen 34.x eingeleiteten Kraftvektoren nicht exakt die gleiche Richtung wie die Biegeabschnitte 22.x aufweisen, so wirken die Stützflächen 36.x / 38.x wie Drehlager, so dass im Sperrbetrieb nach wie vor Biegekräfte in die Biegeabschnitte 22.x eingeleitet werden können. Diese Kräfte sind zwar viel geringer als die entsprechenden Kräfte ohne Stützen 34.x, aber sie können möglicherweise dennoch unerwünscht sein.
In manchen Ausführungsformen ist daher vorgesehen, die Stützflächen 36.x / 38.x als flächige Auflagen auszubilden. Eine derartige Ausgestaltung ist in Fig. 2a - 2c. gezeigt. Beispielsweise kann der wirksame Flächeninhalt der aneinander anliegenden Stützflächen 36.x / 38.x mindestens so groß oder mindestens doppelt so groß wie der wirksame Flächeninhalt der aneinander anliegenden Sperrflächen 28.x / 32.x sein.
Es versteht, dass alle hier beschriebenen Ausgestaltungen je nach dem gewünschten Einsatzzweck unterschiedlich dimensioniert und mit unterschiedlichen Anzahlen von Sperrklinken 20.x ausgestaltet werden können. So zeigen beispielsweise Fig. 3a - 3j zwei leicht unterschiedliche Ausführungsformen, bei denen das Sperrklinkenrad jeweils zwölf Sperrklinken 20.x und entsprechend zwölf Stützen 36.x aufweist. Die Sperrkulisse 26 enthält in Fig. 3a - 3c ebenfalls zwölf Sperrflächen 28.x und Anstiege 30.x, während in der Ausführungsvariante gemäß Fig. 3d - 3j eine feinere Unterteilung der Sperrkulisse 26 mit mehr als zwölf Sperrflächen 28.x und Anstiegen 30.x vorgesehen ist.
Aus Fig. 3d - 3j geht besonders deutlich hervor, dass die dort gezeigten Sperrklinken 20.x in den Biegeabschnitt 22.x und einen einstückig damit verbundenen
Kopfabschnitt 40.x gegliedert werden können. Jeder Kopfabschnitt 40.x weist eine Sperrfläche 32.x und eine Stützfläche 36.x auf, wobei sich diese Sperr- und Stützflächen 32.x / 36.x ungefähr gegenüberliegen. Die Biegung der Sperrklinge 20.x erfolgt zum überwiegenden Teil oder nahezu vollständig entlang des Biege- abschnitts 22.x, während der Kopfabschnitt 40.x in sich im wesentlichen starr ist. Es versteht sich, dass auch bei den anderen hier beschriebenen Ausführungsbeispielen eine Untergliederung zwischen Biegeabschnitt 22.x und Kopfabschnitt 40.x getroffen werden kann. In Fig. 3e - 3i ist eine Ablaufsequenz gezeigt, bei der das Sperrklinkenrad 10 von einem Freilaufbetrieb (Drehung des Sperrklinkenrads 10 im Uhrzeigersinn in Fig. 3e - 3i) die Drehrichtung wechselt und in eine Sperrstellung gelangt. Fig. 3g zeigt eine unbelastete Stellung der Sperrklinken 20.x, in der die Sperrklinken 20.x weder an den Stützen 34.x noch an der Sperrkulisse 26 anliegen. Ausgehend von dieser unbelasteten Stellung sind die Sperrklinken 20.x in eine erste Richtung und eine zweite Richtung biegbar. In Fig. 3g bewegt sich der Kopfabschnitt 40.1 nach links, wenn die Sperrklinke 20.1 in die erste Richtung gebogen wird, und der Kopfabschnitt 40.1 bewegt sich nach rechts, wenn die Sperrklinke in die zweite Richtung gebogen wird. Die erste Richtung entspricht einer Sperrfunktion, und die zweite Richtung entspricht einer Freilauffunktion.
Die Ablaufsequenz von Fig. 3e - 3i beginnt in Fig. 3e. Dort ist eine Stellung des Sperrklinkenrades 10 gezeigt, in der die Sperrklinken 20.x eine Maximalauslenkung in die zweite Richtung einnehmen. Dies ist dann der Fall, wenn eine Spitze einer Sperrklinke 20.x (also derjenige Punkt der Sperrklinke 20.x, der den größten radialen Abstand von der Drehachse hat) eine Spitze eines Anstiegs 30.x der Sperrkulisse 26 (also denjenigen Punkt der Sperrkulisse 26, der den kleinsten radialen Abstand von der Drehachse des Sperrklinkenrads 10 hat) passiert. Ausgehend von der Stellung in Fig. 3e wird das Sperrklinkenrad 10 nun in
Richtung gegen den Uhrzeigersinn gedreht. Anfangs liegt, wie in Fig. 3f gezeigt, die Spitze jeder Sperrklinke 20.x noch an der Sperrkulisse 26 an, weil die Feder-
Wirkung des Biegeabschnitts 22.x die Sperrklinke 20.x nach außen drückt. Bei weiterer Drehung gegen den Uhrzeigersinn wird jedoch die unbelastete Stellung der Sperrklinke 20.x erreicht, die in Fig. 3g gezeigt ist. Bei einer noch weiteren Drehung gegen den Uhrzeigersinn kommen die Sperrflächen 32.x der Sperrklinken 20.x in Anlage an die Sperrflächen 28.x der Sperrkulisse, wie dies in Fig. 3h gezeigt ist. Solange keine Kraft auf die Sperrklinken 20.x ausgeübt wird, befinden sich diese Sperrklinken 20.x jedoch immer noch in ihrer unbelasteten Stellung.
Wenn nun versucht wird, das Sperrklinkenrad 10 noch weiter gegen den Uhr- zeigersinn zu drehen, so werden die Sperrflächen 32.x der Sperrklinken 20.x entlang der leicht schräg angeordneten Sperrflächen 28.x der Sperrkulisse 26 nach außen gedrängt. Die Sperrklinken 20.x werden somit aus ihrer unbelasteten Stellung in die erste Richtung bewegt. Fig. 3i und die vergrößerte Darstellung in Fig. 3j zeigen die Maximalauslenkung der Sperrklinken 20.x in die erste Richtung. Bei dieser Maximalauslenkung befinden sich die Stützflächen 36.x der Sperrklinken 20.x in flächiger Anlage mit den Stützflächen 38.x der Stützen 34.x.
In vielen Ausführungsbeispielen der Erfindung liegt, wie in Fig. 3e - 3j gezeigt, die unbelastete Stellung der Sperrklinken 20.x in einem Bereich zwischen der
Maximalauslenkung der Sperrklinken 20.x in die erste bzw. die zweite Richtung. Dieser Bereich kann beispielsweise der Bereich von 10%-90% oder der Bereich von 25%-75% zwischen den Maximalauslenkungen sein. Diese Ausgestaltung hat den Vorteil, dass in einem Freilaufbetrieb die Sperrklinken 20.x, nachdem sie die Spitzen der Sperrkulisse 26 passiert haben (Fig. 3e), nicht auf die Anstiege 30.x der Sperrkulisse aufprallen oder aufschnappen. Die Sperrklinken 20.x kommen vielmehr in ihrer unbelasteten Stellung zur Ruhe und werden dann relativ sanft vom nächsten Anstieg 30.x angehoben.
In weiteren Ausgestaltungen sind die Sperrklinken nicht an einem inneren Rad, sondern an dem äußeren Ring angeordnet. Fig. 4a - 4e zeigen ein derartiges Ausführungsbeispiel, bei dem das Sperrklinkenbauteil durch einen äußeren Ring 24' mit nach innen ragenden Sperrklinken 2O'.x gebildet ist. Die Sperrkulisse 26'
befindet sich am Außenumfang eines Zahnrades 10' mit einem Nabenabschnitt 12', wobei hier mehr Sperrflächen 28'.x und (hier nach außen gerichtete) Anstiege 3O'.x vorgesehen sind, als Sperrklinken 2O'.x vorhanden sind. Es versteht sich, dass die Ausgestaltung nach Fig. 4a - 4e entsprechend den oben beschriebenen und in Fig. 1 a - 3j gezeigten Weiterbildungen abgewandelt werden kann. Insbesondere können die Sperrklinken 2O'.x und die Sperrkulisse 26' gemäß den oben beschriebenen Ideen geformt und dimensioniert sein. Umgekehrt kann auch bei den Ausgestaltungen gemäß Fig. 1 a - 3j eine Sperrkulisse 26 vorgesehen sein, die mehr Sperrflächen 28.x und Anstiege 30.x aufweist, als Sperrklinken 20.x vorhanden sind.
Ausführungsbeispiele zu einem zweiten Aspekt der Erfindung sind in Fig. 5a - 16b gezeigt. Diese Ausführungsformen betreffen je ein gezahntes Bauteil 50, das als vorspannbares - bzw. in eingebautem Zustand vorgespanntes - Zahnradbauteil ausgestaltet ist. Ein derartiges gezahntes Bauteil 50 kann beispielsweise im Automobilsektor für den Nockenwellenantrieb oder den Antrieb einer Ausgleichswelle eingesetzt werden, um die Laufruhe zu verbessern. Das gezahnte Bauteil 50 weist ein erstes Zahnrad 52 und ein zweites Zahnrad 54 auf. Das erste Zahnrad 52 ist als in sich starres Bauteil mit einem ersten Nabenabschnitt 56 und einem ersten, äußeren Zahnabschnitt 58 ausgestaltet, wobei der erste Nabenabschnitt 56 und der erste Zahnabschnitt 58 einstückig ausgebildet sind. Das zweite Zahnrad 54 weist einen zweiten, äußeren Zahnabschnitt 62 auf. Die beiden Zahnabschnitte 58, 62 weisen in den hier gezeigten Ausführungsbeispielen im Querschnitt einen völlig identischen Außenumriss auf, so dass sich die Zähne der beiden Zahnabschnitte 58, 62 bei geeigneter Winkelposition der Zahnräder 52, 54 genau in Deckung bringen lassen. In Ausführungsalternativen, bei denen z.B. eine Schrägverzahnung vorgesehen ist, lassen sich die Zahn- abschnitte 58, 62 zumindest an ihren einander zugewandten Seiten miteinander in Deckung bringen.
In den Ausführungsbeispielen gemäß Fig. 5a - 12e weist das zweite Zahnrad 54 ferner einen zweiten Nabenabschnitt 60 auf, der radial innerhalb des zweiten Zahnabschnitts 62 angeordnet ist. Bei dem zweiten Zahnrad 54 sind mehrere - beispielsweise je drei oder jede andere Anzahl - Stege 64.1 , 64.2, 64.3 vorgesehen. Diese Stege werden im folgenden zusammenfassend mit dem Bezugszeichen 64.x bezeichnet. Bei den Ausführungsbeispielen gemäß Fig. 5a - 12e erstrecken sich die Stege 64.x jeweils zwischen dem zweiten Nabenabschnitt 60 und dem zweiten Zahnabschnitt 62. Die Stege 64.x sind sowohl mit dem zweiten Nabenabschnitt 60 als auch mit dem zweiten Zahnabschnitt 62 einstückig verbunden. Bei den Ausführungsbeispielen gemäß Fig. 13a - 16b sind die Stege 64.x an einem Ende einstückig mit dem zweiten Zahnabschnitt 62 verbunden, während das zweite Ende fest und starr mit dem ersten Zahnrad 52 verbunden ist.
Es wird nun zunächst das Ausführungsbeispiel von Fig. 5a - 5c genauer beschrieben. Die Stege 64.x sind dort dadurch ausgebildet, dass in das zweite Zahnrad 54 drei schmale, jeweils kreissektorförmige Schlitze 66.x eingearbeitet sind. Jeder der Schlitze 66.x umschließt je einen starren Abschnitt 68.x, der einstückig in den zweiten Nabenabschnitt 60 übergeht.
Das zweite Zahnrad 54 ist an drei Befestigungslöchern 70.x drehfest mit drei korrespondierenden Befestigungslöchern 72.x des ersten Zahnrades 52 verbunden. Allerdings sind die beiden Zahnräder 52, 54 in einer derartigen Winkelposition zueinander ausgerichtet, dass im unbelasteten Zustand die Zähne des zweiten Zahnabschnitts 62 des zweiten Zahnrades 54 geringfügig gegen die Zähne des ersten Zahnabschnitts 58 des ersten Zahnrades 52 versetzt sind. Bei Belastung des zweiten Zahnrades 54 in Umfangsrichtung verbiegen sich die Stege 64.x in Umfangshchtung, so dass die Zähne des zweiten Zahnabschnitts 62 in eine Position geraten, in der sie völlig deckungsgleich mit den Zähnen des ersten Zahnabschnitts 58 sind.
Wenn das aus den Zahnrädern 52 und 54 zusammengesetzte Bauteil 50 in Eingriff mit einem weiteren Zahnrad (nicht gezeigt) montiert wird, greift das Bauteil 50 mit Vorspannung in das weitere Zahnrad ein. Auf diese Weise ergibt sich ein ruhiges und materialschonendes Anlaufen sowie eine geringere Geräuschentwicklung während des Betriebs. Das Bauteil 50 kann beispielsweise für Zahnantriebe für Nockenwellen verwendet werden, bei denen eine möglichst geringe Geräuschentwicklung verlangt wird. Ferner sind eine Vielzahl von weiteren Anwendungsgebieten sowohl bei Kraftfahrzeugen als auch bei anderen technischen Geräten vorgesehen.
Allgemein kann die Stärke der Vorspannung durch die Anzahl der Stege 64.x sowie durch deren Dimensionierung eingestellt werden. Die Erfindung ist nicht auf eine bestimmte Anzahl von Stegen 64.x eingeschränkt. So zeigen Fig. 6a - 6d beispielsweise eine abgewandelte Ausgestaltung, bei der zwölf Stege 64.x - und dementsprechend zwölf Schlitze 66.x und zwölf starre Bereiche 68.x - vorgesehen sind.
Die zwischen den Stegen 64.x befindlichen starren Abschnitte 68.x dienen in den Ausführungsformen gemäß Fig. 5a - 6d als Drehmomentstützen, die eine über- mäßige Biegebelastung der Stege 64.x verhindern. Eine derartige Biegebelastung könnte beispielsweise auftreten, wenn das gezahnte Bauteil 50 fehlerhaft eingebaut wird.
Fig. 7a - 7c zeigen eine Ausführungsalternative, bei der zur Material- und
Gewichtsersparnis die starren Abschnitte 68.x teilweise weggelassen worden sind. Die Funktion der Drehmomentstützen für die Stege 64.x wird jeweils von zwei starren Seitenteilen 68'.x, 68".x übernommen, die einstückig mit dem Nabenabschnitt 60 ausgestaltet sind. Ferner zeigen Fig. 7a - 7c eine alternative Ausführungsform der drehfesten Verbindung zwischen dem ersten Zahnrad 52 und dem zweiten Zahnrad 54. Hier ist an dem ersten Zahnrad 52 ein Ansatz 61 ausgebildet, der in Umfangsrichtung an einer Seite abgeflacht ist. Entsprechend weist der Nabenabschnitt 60 des zweiten Zahnrades 54 eine mittlere Öffnung mit zusätzli-
chem Material in Form eines eingesetzten Kreissegments 59 auf. Es versteht sich, dass auch die anderen hier beschriebenen Ausgestaltungen mit einer Befestigung der beiden Zahnräder 52, 54 gemäß Fig. 7a - 7c ausgebildet sein können. Bei einer Verdrehung des z.B. in Fig. 5a - 7c gezeigten zweiten Zahnabschnitts 62 aus seiner unbelasteten Position werden die Stege 64.x nicht nur auf Biegung in Umfangsrichtung, sondern in geringerem Maße auch auf Zug belastet. Der zweite Zahnabschnitt 62 ist nämlich als in sich geschlossenes, ringförmiges Bauteil bei einer gleichmäßigen Zugbelastung in radialer Richtung praktisch inkomprimabel.
Um die Zugbelastung der Stege 64.x zu verringern, ist in manchen Ausgestaltungen vorgesehen, diese Stege 64.x wellenförmig - wie in Fig. 8a - 8c, Fig. 9a - 9c, Fig. 12a - 12e und Fig. 14a - 14e gezeigt - oder mit einem zusätzlichen, ungefähr in Umfangsrichtung verlaufenden Ausgleichsarm 78.x - wie in Fig. 10a - 10c und Fig. 11 a - 11 e gezeigt - auszugestalten. Hierbei ist in Fig. 8a - 8c eine Ausführungsform mit seitlicher Drehmomentstütze (gebildet durch die starren Abschnitte 68.x) dargestellt, während die anderen genannten Figuren Ausgestaltungen ohne Drehmomentstütze zeigen. Es versteht sich, dass alle hier gezeigten Ausgestaltungen der Stege 64.x mit allen Ausgestaltungen von Drehmomentstützen - insbe- sondere durch vollflächige starre Abschnitte 68.x oder durch starre Seitenteile 68'.x, 68".x - kombiniert werden können.
Der ungefähr in Umfangsrichtung verlaufende Ausgleichsarm 78.x schließt in den Ausgestaltung nach Fig. 10a - 10c an den äußeren, zweiten Zahnabschnitt 62 an, während er in Fig. 11 a - 11 e an den inneren, zweiten Nabenabschnitt 60 anschließt. In weiteren Abwandlungen kann der Ausgleichsarm 78.x auch z.B. in der Mitte jedes Steges 64.x vorgesehen werden. Derartige Abwandlungen nähern sich einer wellenförmigen Ausgestaltung der Stege 64.x an. Ferner sind bei den Ausgestaltungen gemäß Fig. 9a - 9c und Fig. 10a - 10c die Befestigungslöcher 70.x unmittelbar an Fortsätzen des Nabenabschnitts 60 ausgebildet.
Die weiteren in Fig. 9a - 9c und Fig. 10a - 10c gezeigten Löcher 74.x und 76.x - nahe an den Zahnabschnitten 58 und 62 - dienen zur Vorspannung des Bauteils 50 bei der Montage. Hierzu werden die Zahnräder 52, 54 in eine Position gedreht, so dass die Zähne und auch die Montage-Hilfslöcher 74.x und 76.x fluchten. Ein Montagestift wird dann in eines der Montage-Hilfslöcher 74.x und 76.x eingeschoben, um die vorgespannte Position zu fixieren. Nach der Montage wird der Stift wieder entfernt. Aus Symmetriegründen und zur Vermeidung von Unwuchten sind in Fig. 9a - 9c und Fig. 10a - 10c sind drei Paare von Montage-Hilfslöchern 74.x und 76.x vorgesehen. Es versteht sich, dass alle hier beschriebenen Ausgestaltungen mit einem Paar oder mehreren Paaren von Montage-Hilfslöchern 74.x und 76.x kombiniert werden können, wie dies beispielhaft in Fig. 11 a - 16b mit je einem Paar von Montage-Hilfslöchern 74.1 und 76.1 gezeigt ist. In den Ausführungsformen gemäß Fig. 5a - 11 e sowie Fig. 13a - 13e und
Fig. 15a - 15f ist das zweite Zahnrad 54 im wesentlichen flach ausgestaltet, wie dies insbesondere aus den Seitenansichten von Fig. 5c, 6c, 7c, 8c, 9c, 10c, 11 e, 13e und 15f ersichtlich ist. Mit anderen Worten befinden sich die Stege 64.x in der Seitenansicht innerhalb der Zahnradebene. Es sind jedoch auch Ausführungsfor- men vorgesehen, bei denen die Stege 64.x dreidimensional aus der Zahnradebene herausgebogen sind und in eine entsprechende Aussparung 80 im ersten Zahnrad 52 hineinragen. Derartige Ausführungsformen sind in Fig. 12a - 12e und Fig. 14a - 14e gezeigt. Diese Ausgestaltungen können großen-, bauraum- oder gewichtsoptimiert sein. Insbesondere kann das erste Zahnrad 52 leichter und mit weniger Material ausgestaltet sein. Ferner kann durch die dreidimensional-wellenförmige Ausgestaltung der Stege 64.x die oben beschriebene Längenausgleichswirkung ohne einen gesonderten Ausgleichsarm 78.x erzielt werden, auch wenn in manchen Ausführungsformen ein derartiger Ausgleichsarm 78.x zusätzlich vorgesehen ist.
In Fig. 13a - 13e, Fig. 14a - 14e, Fig. 15a - 15f und Fig. 16a - 16b sind Ausführungsbeispiele gezeigt, bei denen das zweite Zahnrad 54 keinen Nabenabschnitt
aufweist. Vielmehr sind die Stege 64.x in diesen Ausführungsformen an Endstücken 82.x unmittelbar mit dem ersten Zahnrad 52 verbunden. Die Verbindung kann beispielsweise eine Schraub- oder Niet- oder Schweiß- oder Klebeverbindung oder eine formschlüssige Verbindung oder eine Verbindung durch Presssitz sein; in den vorliegenden Ausführungsformen wird beispielsweise eine Vernietung verwendet. Allgemein kann die Verbindung starr und/oder fest und/oder unlösbar und/oder drehfest und/oder kraftschlüssig sein. So sind beispielsweise in Fig. 13a - 14e Nietverbindungen vorgesehen, bei die Endstücke 82.x der Stege 64.x ringförmig ausgestaltet sind und Nietansätze 83.x des ersten Zahnrads 52 umschließen. In der Ausgestaltung nach Fig. 15a - 15f weisen die Endstücke dagegen stiftförmi- ge Ansätze auf, die in Befestigungslöcher 72.x im ersten Zahnrad 52 eingepresst werden.
Die Verbindungsstellen zwischen den Endstücken 82.x der Stege 64.x und dem ersten Zahnrad 52 befinden sich in den Ausführungsbeispielen gemäß Fig. 13a - 13e, Fig. 14a - 14e, Fig. 15a - 15f und Fig. 16a - 16b radial relativ weit außen am ersten Zahnrad 52 in der Nähe des ersten Zahnabschnitts 58. Beispielsweise kann die Verbindungsstelle in der radial äußeren Hälfte oder im radial äußeren Viertel des ersten Zahnrads 52 gelegen sein. Die Stege 64.x verlaufen dann in der Drauf- sieht gekrümmt, so dass sich das Endstück 82.x jedes Stegs 64.x ungefähr in der Nähe der einstückigen Verbindung des anderen Endes dieses Stegs 64.x mit dem zweiten Zahnabschnitt 62 befindet. Beispielsweise kann die Distanz zwischen dem Endstück 82.x jedes Stegs 64.x zum Ort der einstückigen Verbindung weniger als 50% oder weniger als 30% des Radius des zweiten Zahnrades 54 betragen.
Die Krümmung der Stege 64.x kann in der Draufsicht beispielsweise U-förmig (wie in Fig. 13a - 13e, Fig. 14a - 14e und Fig. 16a - 16b) oder kreisbogenförmig (wie in Fig. 15a - 15f) verlaufen. Zusätzlich kann eine Krümmung in axialer Richtung aus der Zahnradebene hinaus (wie in Fig. 14a - 14e) vorgesehen sein.
Durch die relativ lange Ausgestaltung der Stege 64.x in den Ausführungsbeispielen gemäß Fig. 13a - 13e, Fig. 14a - 14e, Fig. 15a - 15f und Fig. 16a - 16b wird die
Biegebeanspruchung des Materials verringert. Ferner erfolgt hier keine Zentrierung des zweiten Zahnrads 54 gegenüber der Drehachse des ersten Zahnrads 52. Mit anderen Worten kann sich das zweite Zahnrad 54 relativ zu dem ersten Zahnrad 52 nicht nur verdrehen, sondern auch in eine Richtung verschieben, die eine radiale Komponente (darunter wird natürlich eine radiale Komponente ungleich Null verstanden) aufweist. Eine solche Verschiebung ist beispielhaft in Fig. 16a gezeigt, in der ein gezahntes Bauteil 50 in ein weiteren Zahnrad 84 eingreift.
Eine derartige "schwimmende Lagerung" des zweiten Zahnrads 54 auf dem ersten Zahnrad 52 hat insbesondere den Vorteil, dass ein einziges gezahntes Bauteil 50 seine Vorspannwirkung auch gegenüber zwei weiteren Zahnrädern 84, 86
(Fig. 16b) auszuüben vermag. Bei einer derartigen Verspannung eines gezahnten Bauteils 50 mit zwei weiteren Zahnrädern 84, 86 ist die dynamische Belastung der Stege 64.x gering, da die beiden weiteren Zahnräder 84, 86 das zweite Zahnrad 54 annähernd auf dem ersten Zahnrad 52 zentrieren. Die Zentrierung ist jedoch nicht vollständig, so dass die Vorspannwirkung hinreichend zum Tragen kommt.
In weiteren Ausgestaltungen können Stege 64.x mit einzelnen Endstücken 82.x vorgesehen sein, wobei die Endstücke 82.x am oder nahe des Nabenabschnitts 56 des ersten Zahnrads 52 starr mit diesem Zahnrad 52 verbunden sind. Die Stege 64.x können gerade oder gewellt oder in sonstiger Weise geformt sein und insbesondere auch Ausgleichsarme 78.x aufweisen. Diese Ausgestaltungen ähneln den bereits oben mit Bezug auf Fig. 5a - 12e beschriebenen Ausführungsformen, wobei jedoch der Nabenabschnitt 60 des zweiten Zahnrads 54 durch die individuellen Endstücke 82.x ersetzt ist.
Die in der obigen Beschreibung genannten und in den Zeichnungen dargestellten Einzelheiten sollen nicht als Einschränkung des Erfindungsbereichs, sondern als Beispiele einiger Ausführungsformen der Erfindung angesehen werden. Weitere Abwandlungen sind für den Fachmann unmittelbar ersichtlich. So können insbesondere Merkmale der oben beschriebenen Ausführungsformen miteinander kombiniert werden, um weitere Ausgestaltungen der Erfindung zu erhalten. Der
Erfindungsbereich soll demgemäß nicht durch die beschriebenen Ausführungsbeispiele, sondern durch die Ansprüche und ihre Äquivalente definiert werden.
Claims
1. Gezahntes Bauteil (50) mit einem ersten und einem zweiten Zahnrad (52, 54), wobei:
das erste Zahnrad (52) einen ersten Nabenabschnitt (56) und einen ersten Zahnabschnitt (58) mit einer Vielzahl von Zähnen aufweist, und
das zweite Zahnrad (54) einen zweiten Zahnabschnitt (62) mit einer Vielzahl von Zähnen und mehrere Stege (64.x) aufweist, die einstückig mit dem zweiten Zahnabschnitt (62) verbunden sind, wobei
die Zähne des zweiten Zahnabschnitts (62) in einer unbelasteten Stellung gegenüber den Zähnen des ersten Zahnabschnitts (58) versetzt sind, und
der zweite Zahnabschnitt (62) dazu eingerichtet ist, bei Belastung eine Relativbewegung gegenüber dem ersten Zahnabschnitt (58) durch Biegung der Stege (64.x) auszuführen, bis die Zähne des zweiten Zahnabschnitts (62) zumindest an einem an den ersten Zahnabschnitt (58) angrenzenden Bereich mit den Zähnen des ersten Zahnabschnitts (58) fluchten.
2. Gezahntes Bauteil (50) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass jeder Steg (64.x) ein erstes und ein zweites Ende aufweist, wobei das erste Ende einstückig mit dem zweiten Zahnabschnitt (62) verbunden ist und das zweite Ende derart fixiert ist, dass es relativ zum ersten Zahnrad (52) ortsfest ist.
3. Gezahntes Bauteil (50) nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass
das zweite Zahnrad (54) ferner einen zweiten Nabenabschnitt (60) aufweist, wobei sich die einstückig mit dem zweiten Zahnabschnitt (62) verbundenen Stege (64.x) zwischen dem zweiten Nabenabschnitt (60) und dem zweiten Zahnabschnitt (62) erstrecken und ferner einstückig mit dem zweiten Nabenabschnitt (60) verbunden sind, und wobei der zweite Nabenabschnitt (60) oder ein mit diesem fest verbundener Abschnitt drehfest mit dem ersten Zahnrad (52) verbunden ist.
4. Gezahntes Bauteil (50) nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekenn- zeichnet, dass
das zweite Zahnrad (54) ferner einen zweiten Nabenabschnitt (60) aufweist, wobei sich die einstückig mit dem zweiten Zahnabschnitt (62) verbundenen Stege (64.x) zwischen dem zweiten Nabenabschnitt (60) und dem zweiten Zahnabschnitt (62) erstrecken und ferner einstückig mit dem zweiten Nabenabschnitt (60) verbun- den sind, und wobei
der zweite Nabenabschnitt (60) oder ein mit diesem fest verbundener Abschnitt starr mit dem ersten Zahnrad (52) verbunden ist.
5. Gezahntes Bauteil (50) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn- zeichnet, dass die Relativbewegung eine Verdrehung des zweiten Zahnabschnitts
(62) gegenüber dem ersten Zahnabschnitt (58) ist.
6. Gezahntes Bauteil (50) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass jeder Steg (64.x) ein erstes und ein zweites Ende aufweist, wobei das erste Ende einstückig mit dem zweiten Zahnabschnitt (62) verbunden ist das zweite Ende an dem ersten Zahnrad (52) starr befestigt ist.
7. Gezahntes Bauteil (50) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass jeder Steg (64.x) ein erstes und ein zweites Ende aufweist, wobei das erste Ende einstückig mit dem zweiten Zahnabschnitt (62) verbunden ist das zweite Ende in einem radialen Abstand von der Mittelachse des ersten Zahnrads (52) starr an dem ersten Zahnrad (52) befestigt ist, wobei der radiale Abstand mindestens 50% oder mindestens 70% oder mindestens 90% des Radius des ersten Zahnrads (52) beträgt.
8. Gezahntes Bauteil (50) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Biegung der Stege (64.x) eine seitliche Biegung der Stege (64.x) ist.
9. Gezahntes Bauteil (50) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Biegung der Stege (64.x) eine sich über mindestens 50% oder mindestens 75% oder im wesentlichen die gesamte Länge der Stege (64.x) erstreckende Biegung ist.
10. Gezahntes Bauteil (50) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Biegung der Stege (64.x) eine elastische Biegung innerhalb einer durch das Material der Stege erlaubte Elastizitätsgrenze ist.
11. Gezahntes Bauteil (50) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch ge- kennzeichnet, dass das zweite Zahnrad (54) relativ zum ersten Zahnrad (52) in einer Richtung, die eine radiale Richtungskomponente aufweist, verschiebbar ist.
12. Gezahntes Bauteil (50) nach einem der Ansprüche 1 bis 11 , dadurch gekennzeichnet, dass die Stege (64.x) innerhalb einer Ebene des zweiten Zahnrads (54) verlaufen.
13. Gezahntes Bauteil (50) nach einem der Ansprüche 1 bis 11 , dadurch gekennzeichnet, dass die Stege (64.x) aus einer Ebene des zweiten Zahnrads (54) hinaus in eine Ausnehmung (90) im ersten Zahnrad (52) verlaufen.
14. Gezahntes Bauteil (50) nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Stege (64.x) wellenförmig verlaufen.
15. Gezahntes Bauteil (50) nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch ge- kennzeichnet, dass die Stege (64.x) gekrümmt oder gebogen, insbesondere
U-förmig oder kreisbogenförmig, verlaufen.
16. Gezahntes Bauteil (50) nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Stege (64.x) mit einem ungefähr in Umfangsrichtung verlaufenden Ausgleichsarm (78.x) verlaufen.
17. Gezahntes Bauteil (50) nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Ausgleichsarm (78.x) an den zweiten Zahnabschnitt (62) oder an den zweiten Nabenabschnitt (60) anschließt.
18. Sperrklinkenbauteil (10, 24') mit einem Körper und mehreren einstückig mit dem Körper ausgebildeten Sperrklinken (20.x, 2O'.x), die aus einer ersten Stellung in eine erste und eine zweite Richtung biegbar sind, wobei die erste Richtung einer Sperrfunktion und die zweite Richtung einer Freilauffunktion des Sperrklinkenbauteils (10, 24') entspricht,
dadurch gekennzeichnet, dass das Sperrklinkenbauteil (10, 24') ferner mehrere einstückig mit dem Körper ausgebildete Stützen (34.x, 34'.x) aufweist, die dazu eingerichtet sind, bei einer Biegung der Sperrklinken (20.x, 2O'.x) in die erste Richtung in Anlage mit den Sperrklinken (20.x, 2O'.x) zu kommen und somit eine übermäßige Belastung der Sperrklinken (20.x, 2O'.x) zu verhindern.
19. Sperrklinkenbauteil (10, 24') nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Sperrklinken (20.x, 20' .x) in der ersten Stellung nicht in Anlage mit den Stützen (34.x, 34'.x) befinden.
20. Sperrklinkenbauteil (10, 24') nach Anspruch 18 oder Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Stellung eine unbelastete Stellung der Sperrklinken
(20.x, 2O'.x) ist.
21. Sperrklinkenbauteil (10, 24') nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass das Sperrklinkenbauteil (10, 24') dazu eingerichtet ist, mit einer Sperrkulisse (26, 26') zusammenzuwirken, wobei die unbelastete Stellung der Sperrklinken (20.x, 2O'.x) in einem Bereich von 10% bis 90% zwischen einer Maximalauslenkung der Sperrklinken (20.x, 2O'.x) in die zweite Richtung bei einem Freilauf und einer Maximalauslenkung der Sperrklinken (20.x, 20' .x) in die erste Richtung bei einer Sperrfunktion liegt.
22. Sperrklinkenbauteil (10, 24') nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass das Sperrklinkenbauteil (10, 24') dazu eingerichtet ist, mit einer Sperrkulisse (26, 26') zusammenzuwirken, wobei die unbelastete Stellung der Sperrklinken (20.x, 2O'.x) in einem Bereich von 25% bis 75% zwischen einer Maximalauslenkung der Sperrklinken (20.x, 20' .x) in die zweite Richtung bei einem Freilauf und einer Maximalauslenkung der Sperrklinken (20.x, 20' .x) in die erste Richtung bei einer Sperrfunktion liegt.
23. Sperrklinkenbauteil (10, 24') nach Anspruch 21 oder Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass die unbelastete Stellung der Sperrklinken (20.x, 2O'.x) näher an der Maximalauslenkung der Sperrklinken (20.x, 20' .x) in die zweite Richtung bei einem Freilauf als an der Maximalauslenkung der Sperrklinken (20.x, 20' .x) in die erste Richtung bei einer Sperrfunktion liegt.
24. Sperrklinkenbauteil (10, 24') nach einem der Ansprüche 20 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass jede Sperrklinke (20.x, 20' .x) derart ausgestaltet ist, dass sie bei einem Freilaufbetrieb nach dem Durchlauf jedes Anstiegs (30.x) einer Sperrkulisse (26, 26') zu einem Zeitpunkt in ihre unbelastete erste Stellung gelangt, zu dem der nächste Anstieg (30.x) die Sperrklinke (20.x, 20' .x) noch nicht berührt.
25. Sperrklinkenbauteil (10, 24') nach einem der Ansprüche 18 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass die übermäßige Belastung der Sperrklinken (20.x, 2O'.x) eine
Belastung ist, die über ein vorbestimmtes Maß hinausgeht.
26. Sperrklinkenbauteil (10, 24') nach einem der Ansprüche 18 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass jede Sperrklinke (20.x, 2O'.x) einen Biegeabschnitt (22.x) aufweist, und dass die Biegung der Sperrklinke (20.x, 20' .x) entlang der Länge dieses Biegeabschnitts (22.x) erfolgt.
27. Sperrklinkenbauteil (10, 24') nach einem der Ansprüche 18 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass Stützflächen (36.x) der Sperrklinken (20.x, 20' .x) und entsprechende Stützflächen (38.x) der Stützen (34.x, 34'.x) jeweils als flächige Auflagen ausgebildet sind.
28. Sperrklinkenbauteil (10, 24') nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, dass der wirksame Flächeninhalt der aneinander anliegenden Stützflächen (36.x, 38.x) mindestens so groß oder mindestens doppelt so groß wie der wirksame Flächeninhalt aneinander anliegender Sperrflächen (28.x, 32.x) ist.
29. Sperrklinkenbauteil (10, 24') nach Anspruch 27 oder Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützflächen (36.x) der Sperrklinken (20.x, 2O'.x) und entsprechende Stützflächen (38.x) der Stützen (34.x, 34'.x) eben ausgestaltet sind.
30. Sperrklinkenbauteil (10, 24') nach einem der Ansprüche 27 bis 29, dadurch gekennzeichnet, dass jede Sperrklinke (20.x, 2O'.x) einen Biegeabschnitt (22.x) und einen Kopfabschnitt (40.x) aufweist, wobei sowohl die Sperrfläche (32.x) als auch die Stützfläche (36.x) der Sperrklinke (20.x, 2O'.x) an dem Kopfabschnitt (40.x) angeordnet sind.
31. Sperrklinkenbauteil (10, 24') nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, dass die Sperrfläche (32.x) der Sperrklinke (20.x, 20' .x) an dem Kopfabschnitt (40.x) ungefähr gegenüber der Stützfläche (36.x) der Sperrklinke (20.x, 20' .x) angeordnet ist.
32. Sperrklinkenbauteil (10, 24') nach einem der Ansprüche 27 bis 31 , dadurch gekennzeichnet, dass jede Sperrklinke (20.x, 2O'.x) einen Biegeabschnitt (22.x) aufweist, und dass die Stützfläche (36.x) der Sperrklinke (20.x, 2O'.x) getrennt von diesem Biegeabschnitt (22.x) angeordnet ist.
33. Sperrklinkenbauteil (10, 24') nach einem der Ansprüche 18 bis 32, dadurch gekennzeichnet, dass das Sperrklinkenbauteil (10, 24') ein Sperrklinkenrad (10) ist, und dass der Körper eine Radscheibe (14) ist.
34. Sperrklinkenbauteil (10, 24') nach einem der Ansprüche 18 bis 33, dadurch gekennzeichnet, dass das Sperrklinkenbauteil (10, 24') ein Ring (24') mit nach innen weisenden Sperrklinken (2O'.x) ist.
35. Sperrklinkenbauteil (10, 24') nach einem der Ansprüche 18 bis 34, dadurch gekennzeichnet, dass die übermäßige Belastung der Sperrklinken (20.x, 2O'.x) eine übermäßige Biegung der Sperrklinken (20.x, 2O'.x) in die erste Richtung ist oder beinhaltet.
36. Baugruppe mit einem Sperrklinkenbauteil (10, 24') nach einem der Ansprü- che 18 bis 35 und einem korrespondierenden Bauteil (24, 10'), das eine Sperrkulisse (26, 26') aufweist.
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Legal Events
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