自由轮离合器

摘要

自由轮离合器(1)具有在轴(10)和外圈(7)之间形成的环形腔(9)，在该环形腔中布置有夹紧滚柱(2)，这些夹紧滚柱被单独地弹压在相互间隔开的引导元件(8)中，其中，每个夹紧滚柱(2)都抵着分开的、保持在外圈(7)中的、形成夹紧斜面(3)的闭塞元件(4)被弹压。

权利要求

1.一种自由轮离合器（1），具有在轴（10）与外圈（7）之间形成的环形腔（9），在所述环形腔中布置有夹紧滚柱（2），所述夹紧滚柱被分别单独地弹压在相互间隔开的引导元件（8）中，其特征在于，每个夹紧滚柱（2）都抵着分开的、保持在所述外圈（7）中的、形成夹紧斜面（3）的闭塞元件（4）被弹压，其中，所述闭塞元件（4）包括至少一个与所述夹紧滚柱（2）正交地布置的针形件（12），由此所述夹紧滚柱（2）与所述闭塞元件（4）之间仅仅存在点接触。

2.按照权利要求1所述的自由轮离合器（1），其特征在于，所述外圈（7）由塑料制成。

3.按照权利要求1所述的自由轮离合器（1），其特征在于，每个闭塞元件（4）都布置在分开地固定在所述外圈（7）内的暗盒（18）中。

4.按照权利要求3所述的自由轮离合器（1），其特征在于，所述暗盒（18）由塑料制成。

5.按照权利要求1至4之一所述的自由轮离合器（1），其特征在于，所述闭塞元件（4）通过卡锁连接保持在所述外圈（7）中。

6.按照权利要求1至4之一所述的自由轮离合器（1），其特征在于，所述夹紧滚柱（2）通过构成为片簧的弹簧（5）来弹压在所述夹紧斜面（3）上。

7.按照权利要求6所述的自由轮离合器（1），其特征在于，所述片簧与在轴向方向上使所述夹紧滚柱（2）稳固的保持区段（16）一体式地连接。

8.按照权利要求6所述的自由轮离合器（1），其特征在于，所述弹簧（5）与形成所述夹紧斜面（3）的所述闭塞元件（4）一体式地构成。

9.按照权利要求1至4之一所述的自由轮离合器（1），其特征在于，所述夹紧滚柱（2）通过构成为泡沫塑料弹簧的弹簧（5）抵着所述夹紧斜面（3）被弹压。

10.按照权利要求1至4之一所述的自由轮离合器（1），其特征在于，所述夹紧滚柱（2）通过完全地或者部分地在区域（25）中被磁化的构件（4、24）弹压在所述夹紧斜面（3）上。

11.按照权利要求1至4之一所述的自由轮离合器（1），其特征在于，所述外圈（7）构成为齿轮。

12.一种自由轮离合器（1），具有在轴（10）与外圈（7）之间形成的环形腔（9），在所述环形腔中布置有夹紧滚柱（2），所述夹紧滚柱被分别单独地弹压在相互间隔开的引导元件（8）中，其特征在于，每个夹紧滚柱（2）都抵着分开的、与所述轴（10）抗扭地连接的、形成夹紧斜面（3）的闭塞元件（4）被弹压，其中，所述闭塞元件（4）包括至少一个与所述夹紧滚柱（2）正交地布置的针形件（12），由此所述夹紧滚柱（2）与所述闭塞元件（4）之间仅仅存在点接触。

说明书

自由轮离合器

技术领域

[0001] 本发明涉及一种具有在轴与外圈之间形成的环形腔的自由轮离合器，在该环形腔中布置有夹紧滚柱，这些夹紧滚柱被单独地弹压（anfedern）在相互间隔开的引导元件中。

背景技术

[0002] 一种依据分类的自由轮离合器例如由DE2604567C2公知。该自由轮离合器具有滚柱作为夹紧元件，这些滚柱与各一个折弯弹簧布置在单独的弓形保持架中。公知的自由轮离合器的弓形保持架还具有自动对中心功能。为了此目的，每个弓形保持架的面都构成为滑动面。由DE2604567C2公知的自由轮离合器的弓形保持架可以要么由金属片冲制而成要么制成为实心保持架。

发明内容

[0003] 本发明的目的在于，提供一种利用单独引导的滚柱来进行工作的自由轮离合器，该自由轮离合器可以特别经济地制造。

[0004] 依据本发明，此任务通过提供一种自由轮离合器得以解决，该自由轮离合器具有在轴与外圈之间形成的环形腔，在所述环形腔中布置有夹紧滚柱，所述夹紧滚柱被分别单独地弹压在相互间隔开的引导元件中，其中，每个夹紧滚柱都抵着分开的、保持在所述外圈中的、形成夹紧斜面的闭塞元件被弹压，其中，所述闭塞元件包括至少一个与所述夹紧滚柱正交地布置的针形件，由此所述夹紧滚柱与所述闭塞元件之间仅仅存在点接触。

[0005] 根据本发明，该自由轮离合器具有外圈和同中心地布置在该外圈中的、空心或者实心地构成的构件，该构件不受普遍性限制地被称为轴。在轴与外圈之间形成环形腔，在该环形腔内，夹紧滚柱布置在相互间隔开的引导元件中，其中，每个夹紧滚柱单独地被弹压。但是在此，夹紧滚柱却不直接接触外圈，而是接触配属于相应引导元件的、形成夹紧斜面的闭塞元件（Sperrelement）。由此，可以实现的是，与由金属制成的闭塞元件相反，外圈由机械上负载能力相对小的材料制成，尤其是塑料。

[0006] 在该情况下，将夹紧滚柱理解成圆柱形的夹紧元件，与其尺寸或者其长度-直径比例无关。在此意义上，针形件也被视为夹紧滚柱。针形的元件也可以用作自由轮离合器的闭塞元件。在此，夹紧滚柱优选接触多个相互平行地布置的针形件，其中，这些针形件与夹紧滚柱至少近似正交地布置。尽管因此在夹紧滚柱与闭塞元件之间仅仅存在点接触，但是由此在许多应用情况下可以在轴与外圈之间传递足够的转矩。

[0007] 夹紧滚柱与夹紧斜面之间的线状接触能够以简单的方式通过闭塞元件制成，该闭塞元件具有片状的区段或者整体上构成为薄片。在此，在薄片的区域中，可以将形成夹紧斜面的凹陷部冲压到闭塞元件中。同样地，可以利用相对于轴的切线方向倾斜放置的、自身平坦的薄片来制造自由运转功能（Freilauffunktion）。除了成型到薄片中的凹陷部，还可以设置薄片的倾斜位置。在所有情况下都具有优点的是，保险区段成型到薄片上，该保险区段防止了夹紧滚柱在轴向上从自由轮离合器中掉落。在相反的轴向上，夹紧滚柱优选直接通过外圈防止掉落。

[0008] 形成夹紧斜面的闭塞元件、接触该闭塞元件的夹紧滚柱以及所配属的弹簧元件以具有优点的构造形式布置在优选由塑料制成的暗盒（Kassette）中，该暗盒在安装自由轮离合器时被置入到外圈内的凹处中。在此，统一的暗盒可以用于不同大小的自由轮离合器。暗盒的数目以及因此每个自由轮离合器的夹紧滚柱的数目可以依赖于轴和外圈的尺寸以及要传递的转矩来确定，其中，在环形腔中布置了至少两个，优选至少三个夹紧滚柱。暗盒以及外圈以特别便于安装的方式通过如下方式构成，即，每个暗盒可以在轴向上推入到外圈中，并且例如在那里借助于卡锁连接方式被保持住。同样地，闭塞元件可以通过卡锁连接方式和/或夹紧连接方式保持在容纳该闭塞元件的构件中。这也适用于不带有容纳在外圈中的暗盒的实施方式。

[0009] 作为用于弹压夹紧滚柱的弹簧元件，例如适合的是泡沫塑料元件。可供选择地，可以考虑片簧，该片簧可以根据构造形式承担不同的附加功能：由金属制成的片簧可以同时形成夹紧斜面和/或防止夹紧滚柱掉落。在此，防止掉落的保险功能可能涉及夹紧滚柱的轴向移位和/或（在轴未被置入时）径向向内掉落。所谓的保险功能也可以通过由塑料制成的弹簧元件来产生。代替弹簧元件，也可以存在至少部分被磁化的构件，该构件承担弹压夹紧滚柱的功能。在此，夹紧滚柱可以要么被磁化的构件（在牵引弹簧的意义上）吸引，要么（在压力弹簧的意义上）被排斥，其中，需要的话，夹紧滚柱也被磁化。被磁化的构件可以是闭塞元件。

[0010] 自由轮离合器的所有构件都优选地以抗腐蚀（korrosionsgeschützt）的方式实施。例如，夹紧滚柱以及闭塞元件由不锈钢或者由以防腐蚀的方式被涂层的金属制成，而弹簧元件要么构成为抗腐蚀的金属部件要么构成为塑料部件。

[0011] 外圈根据本发明的构造形式具有啮合部。同样地，可以考虑把外圈构成为皮带盘。自由轮离合器的优选应用领域可以是办公设备如复印机或者打印机，其中自由轮离合器可以代替传统的筒式自由轮 。此外，自由轮离合器例如可以用在鱼竿滚
轮、自行车、体育用品以及汽车行业中。

[0012] 本发明的任务也通过另一种自由轮离合器得以解决，该自由轮离合器具有在轴与外圈之间形成的环形腔，在所述环形腔中布置有夹紧滚柱，所述夹紧滚柱被分别单独地弹压在相互间隔开的引导元件中，其中，每个夹紧滚柱都抵着分开的、与所述轴抗扭地连接的、形成夹紧斜面的闭塞元件被弹压，其中，所述闭塞元件包括至少一个与所述夹紧滚柱正交地布置的针形件，由此所述夹紧滚柱与所述闭塞元件之间仅仅存在点接触。

[0013] 在这种情况下，闭塞元件不是保持在外圈中，而是（在构件为空心的情况下）保持轴或者内圈之上或者之内。在上述的自由轮离合器中，被称为轴的构件出现在外圈的部位上。在上述的自由轮离合器中，外圈具有平滑的、圆柱形的内表面。因为上述的自由轮离合器中的轴或者内圈具有由闭塞元件形成的夹紧斜面，所以该构件也被称为内星形件。

附图说明

[0014] 下面，借助附图对本发明的多个实施例进行详细阐述。其中：

[0015] 图1和2以剖面的方式示出滚柱式自由轮离合器的第一实施例，该滚柱自由轮离合器具有置入到外圈中的、形成夹紧斜面的闭塞元件，

[0016] 图3和4示出带有不同弹簧元件的自由轮离合器的细节，

[0017] 图5示出具有容纳在外圈中的、对夹紧滚柱进行引导的暗盒的自由轮离合器，[0018] 图6示出具有与闭塞元件一体式构成的弹簧元件的自由轮离合器，[0019] 图7和8示出具有不同型廓的闭塞元件的自由轮离合器，

[0020] 图9和10示出具有成型的保险区段的闭塞元件的不同的构造可能性，[0021] 图11以剖面的方式示出自由轮离合器的另一种实施方式，以及

[0022] 图12至14示出借助磁化的构件来弹压夹紧滚柱的不同变型方案。

[0023] 互相对应的或者起同样作用的部件在所有附图中用相同的附图标记表示。

具体实施方式

[0024] 在图1和2中以剖面图简化地示出的自由轮离合器1的基本功能元件是一定数量的夹紧滚柱2、形成夹紧斜面3的闭塞元件4、以及为了弹压各一个单独的夹紧滚柱2而设置的弹簧5，各一个夹紧滚柱2贴靠在这些闭塞元件上。由闭塞元件4和弹簧5组成的系统位于自由轮离合器1的外圈7的空置部6内，并且是用于引导夹紧滚柱2的引导元件8。绝大部分布置在空置部6以内的夹紧滚柱2突出到环形腔9中，该环形腔在外圈7与同中心地布置在该外圈中的轴10之间形成。关于自由轮离合器1的基本功能，示例性地参照由DE2604567C2公知的自由轮离合器。但是与这种公知的自由轮离合器不同的是，夹紧滚柱2不接触由外圈形成的夹紧面，而是仅仅接触闭塞元件4，该闭塞元件把导入到该闭塞元件中的力分布到更宽的横截面上，并且导入到外圈7中。因此，适合于制造外圈7的是相对有弹性的材料，尤其是塑料。在根据图1的实施例中，外圈7构成为具有布置在外周上的啮合部
11的齿轮。齿轮7包括啮合部11在内可以在此由塑料或者由金属制成，例如轻金属合金。

[0025] 如从图2中所知，闭塞元件4多件式地构建，即由各个基本上在自由轮离合器1的切线方向上分布的针形件12组成。针形件12的直径小于夹紧滚柱2的直径。在外圈7中的空置部6以内构成的是槽13、14，这些槽用于保持住针形件12。各个针形件12可以在自由轮离合器1的轴向上，也就是说横向于针形件12的延伸部地，被置入到外圈7中，其中，如从根据图2的横截面中所知，对针形件12的固定通过卡锁连接方式给出。在依据图1和2的实施例中，为了抵着针形件12地弹压夹紧滚柱2而设置了构成为片簧的弹簧5，该片簧要么由抗腐蚀的金属要么由塑料制成。

[0026] 在依据图3的实施例中，在简化的构造形式中，把泡沫塑料元件作为弹簧5置入到空置部6中。相应于按照图1和2的实施例，闭塞元件4可以要么多件式地或者单件式地构成。这也适用于根据图4的实施方式，该实施方式示出具有弹簧5的自由轮离合器1，与外圈7的端面15等高齐平的保持区段16一体式地成型到该弹簧上。保持区段16防止了夹紧滚柱2在轴向上从自由轮离合器1掉落。在相反的轴向上封闭了空置部6，由此，在外圈7中形成了止挡部17，该止挡部使夹紧滚柱2与保持区段16一起以很小的间隙轴向定位。保持区段16附加地还可以承担密封功能。以未详尽示出的方式，弹簧5包括保持区段16在内通过卡锁或者夹紧连接方式固定在空置部6中。

[0027] 在依据图5的实施例中，整个引导元件8由暗盒18形成，该暗盒优选地以塑料注塑方法制成并且作为预制的构件被置入到外圈7内的空置部19中。在容纳夹紧滚柱2的空置部6的与弹簧5对置的侧上，由暗盒18形成突出部20，该突出部在轴10还没有置入到自由轮离合器1中的时候防止了夹紧滚子2径向向下掉落。

[0028] 突出部20也可以在依据图6的实施例中看出，但是在这种情况下由闭塞元件4形成。此外，在该实施例中，弹簧5也与闭塞元件4一体式地构成。在这种情况下多种功能集于一体的闭塞元件4可以要么直接置入到外圈7中要么置入到暗盒18中。

[0029] 图7和8示出片状的闭塞元件4的不同构造可能性，其中，该闭塞元件在依据图7的实施例中具有恒定的厚度，而该闭塞元件在依据图8的实施例中具有冲压而成的凹陷部21，该凹陷部形成夹紧斜面3。

[0030] 图9和10示出依据图8和7的闭塞元件4的改进形式，其中，在每种情况下，保险区段22都在片状的、形成夹紧斜面3的区段23上一体式地成型。闭塞元件4的区段23和22相互正交地布置，其中，保险区段22承担保持区段16（图4）的功能。除了保险区段22，弹簧5也可以一体式地成型到闭塞元件4上。在图11中示出具有集成的弹簧5的闭塞元件4的特别简单的实施方式。

[0031] 在依据图12和13的实施例中，弹簧5由被磁化的构件24来替换，即针状的永磁体，该永磁体以排斥或者吸引的方式作用于夹紧滚柱2。在每种情况下，夹紧滚柱2都在其进行夹紧的位置的方向上被施加力。在依据图14的实施例中取消了分开的、被磁化的构件。该构件的功能由闭塞元件4承担，其中，弹压意义上的力在闭塞元件4的被磁化的区域25与夹紧滚柱2之间起作用。

[0032] 附图标记

[0033] 1 自由轮离合器

[0034] 2 夹紧滚柱

[0035] 3 夹紧斜面

[0036] 4 闭塞元件

[0037] 5 弹簧

[0038] 6 空置部

[0039] 7 外圈

[0040] 8 引导元件

[0041] 9 环形腔

[0042] 10 轴

[0043] 11 啮合部

[0044] 12 针形件

[0045] 13 槽

[0046] 14 槽

[0047] 15 端面

[0048] 16 保持区段

[0049] 17 止挡部

[0050] 18 暗盒

[0051] 19 空置部

[0052] 20 突出部

[0053] 21 凹陷部

[0054] 22 保险区段

[0055] 23 片状的区段

[0056] 24 被磁化的构件

[0057] 25 被磁化的区域