(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のクランプ体（１、１１）を有するフリーホイール挿入要素であって、
各クランプ体（１、１１）が、外側クランプトラック（３）と摩擦接触するための外側接触面（１ａ、１１ａ）と、内側クランプトラック（４）と摩擦接触するための内側接触面（１ｂ、１１ｂ）とを有し、
複数の中間要素（２、２ａ、２ｂ）が設けられ、
前記中間要素（２、２ａ、２ｂ）が、前記クランプ体（１、１１）よりも弾性が高く、隣接するクランプ体（１、１１）の間に配置され、
相互に隣接する前記中間要素が、異なる材料から形成されている、フリーホイール挿入要素。
【請求項２】
前記中間要素（２、２ａ、２ｂ）が、前記クランプ体（１、１１）を定位置で固定するように、かつ前記クランプ体を衝撃緩和するように設計されている、請求項１に記載のフリーホイール挿入要素。
【請求項３】
前記中間要素（２、２ａ、２ｂ）が、前記クランプ体（１、１１）に接続され、特に粘着結合で前記クランプ体（１、１１）に接続されている、請求項１または２に記載のフリーホイール挿入要素。
【請求項４】
前記中間要素（２、２ａ、２ｂ）の輪郭が、隣接する前記クランプ体（１、１１）の輪郭に対応する、請求項１〜３のいずれか一項に記載のフリーホイール挿入要素。
【請求項５】
前記中間要素（２、２ａ、２ｂ）が、複数の異なる材料からなる、請求項１〜４のいずれか一項に記載のフリーホイール挿入要素。
【請求項６】
少なくとも１つの中間要素（２、２ａ、２ｂ）の弾性力が、前記内側クランプトラック（４）から前記外側クランプトラック（３）の方向に沿って変化する、請求項１〜５のいずれか一項に記載のフリーホイール挿入要素。
【請求項７】
前記中間要素（２、２ａ、２ｂ）が、少なくとも部分的にシリコーンから構成される、請求項１〜６のいずれか一項に記載のフリーホイール挿入要素。
【請求項８】
前記中間要素（２、２ａ、２ｂ）が、少なくとも部分的に熱可塑性ポリマーから構成される、請求項１〜７のいずれか一項に記載のフリーホイール挿入要素。
【請求項９】
前記中間要素（２、２ａ、２ｂ）が、少なくとも部分的にエラストマー、特に加硫天然ゴムから構成される、請求項１〜８のいずれか一項に記載のフリーホイール挿入要素。
【請求項１０】
前記中間要素（２、２ａ、２ｂ）が、少なくとも部分的に熱硬化性ポリマー、特に合成樹脂から構成される、請求項１〜９のいずれか一項に記載のフリーホイール挿入要素。
【請求項１１】
ストリップ形状に設計される、請求項１〜１０のいずれか一項に記載のフリーホイール挿入要素。
【請求項１２】
環状に設計される、請求項１〜１０のいずれか一項に記載のフリーホイール挿入要素。
【請求項１３】
内側クランプトラック（４）を形成する外側ケーシング表面を有する内側リング（６）と、外側クランプトラック（３）を形成する内側ケーシング表面を有する外側リング（５）と、前記内側クランプトラック（４）と前記外側クランプトラック（３）の間に配置される請求項１〜１２のいずれか一項に記載のフリーホイール挿入要素とを備える、フリーホイール。
【請求項１４】
前記クランプ体（１、１１）の少なくとも一部分が、前記クランプ体（１、１１）のクランプ位置で中間要素（２、２ａ、２ｂ）に接続される、請求項１３に記載のフリーホイール。
【請求項１５】
前記クランプ体（１、１１）の少なくとも一部分が、前記クランプ体（１、１１）のフリーホイール位置で中間要素（２、２ａ、２ｂ）に接続される、請求項１３または１４に記載のフリーホイール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フリーホイール挿入要素およびフリーホイールに関する。フリーホイール挿入要素は、フリーホイールで、すなわち方向性結合で使用され、これは、非嵌合接続によって一方向でトルクを伝達または支持し、逆方向ではアイドリングを可能にする。クランプ体を有するフリーホイールの場合、クランプ体は、非嵌合式に、すなわち摩擦式にトルクを伝達するときに「クランプ位置」にあり、アイドリングを可能にするときに「フリーホイール位置」にある。
【背景技術】
【０００２】
クランプ体を有する従来のフリーホイールでは、フリーホイール挿入要素は、クランプ体と、ケージと、ばねとの３つの要素からなる。クランプ体は、ばね力によって、外側および内側円筒形クランプトラックと接触させることができる。クランプ体は、「ケージ」に円周上で等距離で楔状に保たれ、ケージ上でサポートされるばね力が、各クランプ体に作用する。したがって、既知のタイプのそのようなフリーホイール挿入要素は、少なくとも３つの異なる構成要素からなり、これにより、対応して製造コストが高くなる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明の目的は、特に単純な構造のフリーホイール挿入要素と、特に単純な構造のフリーホイールを利用可能にすることである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
この目的は、請求項１の特徴構成に係るフリーホイール要素に関して実現される。フリーホイール要素の有利な実施形態は、従属請求項２〜１２に記載されている。フリーホイールに関して、この目的は、請求項１３の特徴構成によって実現される。
【０００５】
フリーホイールの有利な実施形態は、従属請求項１４および１５に記載されている。
【０００６】
本発明によるフリーホイール挿入要素は、複数のクランプ体を有し、各クランプ体が、外側クランプトラックと摩擦接触するための外側接触面と、内側クランプトラックと摩擦接触するための内側接触面とを有し、複数の中間要素が設けられ、前記中間要素が、クランプ体よりも弾性が高く、隣接するクランプ体の間に配置され、相互に隣接する中間要素が、異なる材料から形成される。
【０００７】
そのような構造により、ケージおよびばねを省くことができ、これにより、容易に製造できる特に単純な構造のフリーホイール挿入要素が得られる。クランプ体に比べて中間要素の弾性が高いことで、フリーホイール挿入要素内部でのクランプ体の変形性、およびフリーホイール挿入要素自体の変形性が増す。
【０００８】
クランプ体は、好ましくは金属材料、例えば鋼材料からなる。それに従って、このとき中間要素は、金属材料の弾性よりも大きい弾性を有する。
【０００９】
中間要素を構成する材料は、好ましくは３０ショアＡ〜８０ショアＡのショア硬さを有する。ショア硬さは、プラスチックおよびエラストマーを試験するために広く使用されている特性変数であり、ＤＩＮ５３５０５、ＩＳＯ８６８、およびＩＳＯ７６１９といった規格に記載されている。
【００１０】
有利な様式では、中間要素は、クランプ体を定位置で固定するように、かつ前記クランプ体を衝撃緩和するように設計される。中間要素によってクランプ体の固定および衝撃緩和を同時に行うことによって、フリーホイール挿入要素の特にコンパクトな構造が可能になる。
【００１１】
中間要素が高い内部減衰を有する弾性材料、例えば天然ゴムからなる場合、クランプ体の転動時の傾斜運動により、クランプ体の間に配置された中間要素の減衰材料が変形し、したがって振動エネルギーが消散し、したがってフリーホイール要素によって特に顕著な減衰が得られる。
【００１２】
１つの有利な実施形態では、中間要素はクランプ体に接続される。特に、中間要素は、粘着結合でクランプ体に接続することができ、したがって中間要素とクランプ体の間で特に信頼性の高い安定な結合が形成され、それにより例えばフリーホイール挿入要素の扱いやすさが改良される。粘着結合での接続は、ここでは例えば接着剤接続として設計することができる。また、中間要素は、１種または複数種の鋳造化合物として構成することもでき、粘着結合での接続を鋳造プロセスによって形成することができ、このプロセスにおいて、クランプ体が鋳造化合物によって（少なくとも部分的に）取り囲まれる。また、射出成形化合物から中間要素を製造すること、および射出成形プロセスによって中間要素をクランプ体に接続することもできる。
【００１３】
さらなる有利な実施形態では、中間要素の輪郭が、隣接するクランプ体の輪郭に対応する。輪郭のそのような構成は、中間要素と、それに隣接するクランプ体との間での特に信頼性の高い接続を可能にする。
【００１４】
有利な様式では、中間要素は複数の異なる材料からなる。この場合、第１に、例えば互いに隣接する中間要素を異なる材料から形成することが可能であり、第２に、１つの中間要素自体を異なる材料から構成することも可能である。その結果、全体として、フリーホイール要素の多様性および様々な使用分野への適応性が増す。
【００１５】
さらなる有利な実施形態では、少なくとも１つの中間要素の弾性力が、内側クランプトラックから外側クランプトラックへの方向に沿って変化する。弾性力のこの変化は、例えば、中間要素を様々な材料から構成することによって、または使用される材料の弾性力を徐々に変化させることによって実現することができる。この弾性力の変化も同様に、フリーホイール挿入要素の適応性を高める。
【００１６】
所望の使用分野および所望の弾性に応じて、好ましい実施形態では、中間要素を、少なくとも部分的にシリコーン材料から、熱可塑性ポリマーから、加硫天然ゴムから、熱硬化性ポリマー（例えば合成樹脂）から、エラストマーから、または上述した材料の混合物から製造することができる。ここで、中間要素はすべて同じ材料組成を有していてよい。しかし、中間要素ごとに材料組成を変えることもできる。これにより、フリーホイール挿入要素の多様性および様々な用途へのその適応性が増す。
【００１７】
さらなる有利な実施形態では、フリーホイール挿入要素がストリップ形状に設計される。これにより、フリーホイール挿入要素をエンドレスストリップとして製造することができる。製造後、次いで、フリーホイール挿入要素を所望の周縁長さに分割し、内側接触面と外側接触面の間に配置することができる。
【００１８】
さらなる有利な実施形態では、フリーホイール挿入要素が環状に設計される。その結果、フリーホイール挿入要素は、フリーホイール内に特に容易に設置することができ、外側および内側クランプトラックの全周にわたる摩擦接触を可能にする。
【００１９】
本発明によるフリーホイールは、内側クランプトラックを形成する外側ケーシング表面を有する内側リングと、外側クランプトラックを形成する内側ケーシング表面を有する外側リングと、内側クランプトラックと外側クランプトラックの間に配置された本発明によるフリーホイール挿入要素とを有する。
【００２０】
フリーホイールの好ましい実施形態では、クランプ体の少なくとも一部分が、そのクランプ位置で中間要素に接続される。特に、クランプ体は、クランプトラックに対してそのクランプ角度だけ傾けられるように中間要素に対して配置することができ、すなわち例えば中間要素内に埋め込むことができる。
【００２１】
さらなる実施形態では、クランプ体の少なくとも一部分を、そのフリーホイール位置で中間要素に接続することができる。
【００２２】
フリーホイールモードで動作されることが多いフリーホイール挿入要素またはフリーホイールでは、中間要素は、特に好ましくは、高弾性材料から構成されて、クランプ体とクランプトラックの間の摩擦を低く保つ。
【００２３】
本発明を、図面の各図における例示的実施形態を参照しながらより詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】フリーホイール挿入要素の第１の実施形態を示す図である。
【図２】図１に示されるフリーホイール挿入要素の拡大詳細図である。
【図３】図２に示されるフリーホイール挿入要素の断面図である。
【図４】フリーホイール挿入要素の第２の実施形態を示す図である。
【図５】フリーホイールを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
図１は、複数のクランプ体１および中間要素２を有するフリーホイール挿入要素を示す。各図において、基本的には、各場合に１つのクランプ体１および１つの中間要素２のみが参照番号付きで示されている。フリーホイール挿入要素１は環状に設計され、クランプ体１および中間要素２が円周にわたって均等に分布されている。
【００２６】
図２は、図１からの拡大詳細図である。クランプ体１は、外側クランプトラック３と摩擦接触するための外側接触面１ａと、内側クランプトラック４と摩擦接触するための内側接触面１ｂとを有する。中間要素２は、各場合にクランプ体１の間に位置される。ここでは、外側クランプトラック３または内側クランプトラック４に対して傾けられたクランプ体１が中間要素２に埋め込まれている。すなわち、クランプ体１のクランプ体軸Ａは、半径方向には向けられておらず、半径方向Ｒと角度φを成す。
【００２７】
図３は、図２に示される断面ＩＩＩ−ＩＩＩに沿った断面図である。中間要素２は、クランプ体１の軸方向での延び広がりに対応する軸方向での延び広がりを有する。軸方向での中間要素２の延び広がりをクランプ体１の延び広がりまでに制限することによって、特にコンパクトなフリーホイール挿入要素を製造することができる。
【００２８】
図面の図には示されていないさらなる実施形態では、中間要素２はまた、軸方向でクランプ体１を越えて突出することができる。これにより、中間要素２内部での個々のクランプ体１の特に位置的に安定な構成が得られる。
【００２９】
図４は、フリーホイール挿入要素の第２の実施形態からの詳細図である。図４に示されるフリーホイール挿入要素は、ストリップ形状に設計され、所望の周縁長さに分割して、内側接触面４（図４には図示せず）と外側接触面３（図４には図示せず）の間に配置することができる。
【００３０】
図１および図２に示されるフリーホイール挿入要素とは異なり、中間要素２は、円周方向で、２つの隣接するクランプ体１１の間に位置する空間を実質的に完全に充填し、それにより、クランプ体１１の輪郭は、外側接触面１ａおよび内側接触面１ｂに至るまで中間要素２ａまたは２ｂと完全に接触する。
【００３１】
図４は、フリーホイール位置と（フリーホイール位置に一部重ね合わされた）クランプ位置に同時にあるクランプ体１１を示す。摩擦接触の形成によって外側接触面１ａが内側接触面１ｂに対して回転方向Ｖで回転され、２つの接触面１ａおよび１ｂがクランプトラック（図４には図示せず）と摩擦接触する場合に、クランプ体１１はクランプ位置になる。それぞれのクランプ体に隣接して位置された中間要素２（例えば、図４に参照番号付きで示されるクランプ体１１に対する中間要素２ａおよび２ｂ）は、クランプ体に固定接続され、それらの弾性材料挙動により、フリーホイール位置からクランプ位置へのクランプ体１１の変位後に、またはクランプ位置からフリーホイール位置への前記クランプ体の変位後にそれに対応して変形される。
【００３２】
さらに、互いに隣接して位置された中間要素２ａおよび２ｂを、様々な材料、特に様々な弾性を有する材料から製造することができる。
【００３３】
図５は、複数のクランプ体１および中間要素２からなるフリーホイール挿入要素を有するフリーホイールを示す。外側リング５の内側ケーシング表面が、外側クランプトラック３を形成する。内側リング６の外側ケーシング表面が、内側クランプトラック４を形成する。内側リング６と外側リング５は互いに同心に配置され、クランプ体１および中間要素２を有するフリーホイール挿入要素が外側クランプトラック３と内側クランプトラック４の間に取り付けられる。
【符号の説明】
【００３４】
１  クランプ体
１ａ  外側接触面
１ｂ  内側接触面
２、２ａ、２ｂ  中間要素
３  外側クランプトラック
４  内側クランプトラック
５  外側リング
６  内側リング
１１  クランプ体
１１ａ  外側接触面
１１ｂ  内側接触面
Ａ  クランプ体軸
Ｒ  半径方向
Ｖ  回転方向
φ  角度
【図１】
0005555712.tif 000002
【図２】
0005555712.tif 000003
【図３】
0005555712.tif 000004
【図４】
0005555712.tif 000005
【図５】
0005555712.tif 000006