DE102004047802A1

DE102004047802A1 - Formschlüssiger Freilauf

Info

Publication number: DE102004047802A1
Application number: DE102004047802A
Authority: DE
Inventors: Herwig Fischer
Original assignee: Satellite Gear Systems Ltd
Current assignee: Satellite Gear Systems Ltd
Priority date: 2004-09-29
Filing date: 2004-09-29
Publication date: 2006-04-06
Also published as: EP1794468A1; WO2006034735A1

Abstract

Die Erfindung betrifft einen formschlüssigen Freilauf mit einem mit einer ersten Welle verbundenen Hohl- oder Zahnrad, auf das im Sperrzustand unter Formschlusseingriff Kupplungselemente mit mindestens drei, vorzugsweise mehr als acht, Zähnen ein Drehmoment in einer Laufrichtung übertragen, und die Kupplungselemente in Gegenrichtung in einen Freilaufzustand eintreten, wobei jedes Kupplungselement als Umlaufelement ausgebildet und zudem um einen Stift als Drehachse schwenkbar gelagert ist, der aus einer mit einer weiteren Welle verbundenen Scheibe herausragt. Um eine weitestgehend geräuscharme Funktion zu gewährleisten, wird vorgeschlagen, dass die Kupplungselemente bei Überschreiten einer Grenzdrehzahl entweder fliehkraftbedingt entgegen einer Anfederungskraft oder durch eine Reibungskraft bedingt, die ein in jedem Kupplungselement angeordneter Kontaktstift bei einer Gleitbewegung entlang einer Ringbahn erfährt, aus dem Sperrzustand gelöst werden.

Description

Die Erfindung betrifft einen formschlüssigen Freilauf mit einem mit einer ersten Welle verbundenen Hohl- oder Zahnrad, auf das im Sperrzustand unter Formschlusseingriff Kupplungselemente mit mindestens drei, vorzugsweise mehr als acht Zähnen ein Drehmoment in einer Laufrichtung übertragen, und die Kupplungselemente in Gegenrichtung in einen Freilaufzustand eintreten, wobei jedes Kupplungselement als Umlaufelement ausgebildet und zudem um einen Stift als Drehachse schwenkbar gelagert ist, der aus einer mit einer weiteren Welle verbundenen Scheibe herausragt.
Unter einem Freilauf versteht man eine richtungsgeschaltete Kupplung, bei der der Schaltvorgang von der Richtung der relativen Drehbewegung zwischen einem Antriebsglied und einem Abtriebsglied abhängt. In einer Richtung der Relativdrehung wird dies verhindert (Sperrzustand), in der anderen Richtung nicht (Freilaufzustand). Freiläufe werden zu unterschiedlichen Einsatzmöglichkeiten gebaut, so als Rücklaufsperren, z. B. bei Förderbändern, Ventilatoren und Kfz-Getrieben, Überholkupplungen bei Anlasserantrieben, Fahrradnaben. Bei Freilaufkupplungen erfolgt die Drehmomentübertragung durch Sperrklinken, Klemmkörper oder Kugeln. Die Klemmkörper- oder Klemmrollenfreiläufe zählen zu den so genannten kraftschlüssigen Freiläufen, die sich durch eine hohe Schaltgenauigkeit auszeichnen, da sie in jeder Stellung verriegeln können. Prinzipbedingt besitzen solche Kupplungen jedoch auch den Nachteil, sehr hohe Kräfte im Kontaktbereich aufzubauen, die um einen Faktor 1/my höher sind als die drehmomentführenden Kräfte. Zusätzlich müssen diese Freiläufe mit sehr geringen Toleranzen gefertigt werden, da ansonsten die erforderlichen Klemmwinkel nicht hinreichend präzise eingehalten werden können.
Unter formschlüssigen Freiläufen versteht man z. B. Sperrklinkenfreiläufe, die nur an den durch die formschlüssige Geometrie vorgegebenen Positionen sperren können, somit in der Regel eine schlechtere Schaltgenauigkeit besitzen. Allerdings werden nur Kräfte in der Größenordnung der drehmomentführenden Kraft aufgebaut, weshalb Sperrklinkenfreiläufe einfacher, leichter und preiswerter gefertigt werden können. Als nachteilig wird bei formschlüssigen Freiläufen die störende Geräuschent wicklung empfunden, die beim Springen der angefederten Sperrklinken im Überholbetrieb in der jeweiligen Verzahnung entstehen.

Um hier Abhilfe zu schaffen, wird in der DE 199 53 643 A1 eine formschlüssige Freilaufkupplung der eingangs genannten Art vorgeschlagen.

Nach dem Stand der Technik ist es ebenfalls bekannt, Freiläufe zwischen dem Anlasser und einer Motorkurbelwelle anzuordnen, um die stillstehende Kurbelwelle des Verbrennungsmotors mit einem Anlassermotor für den Anlassvorgang so lange kuppeln zu können, bis der Verbrennungsmotor angesprungen ist und sich die Drehmomentrichtung umkehrt und/oder die Kurbelwellendrehzahl höher wird als die Starterdrehzahl. In diesen Anwendungsfällen entstehen Lastkollektive, bei denen die Zeitanteile, in denen der Kupplungs-Sperrzustand anliegt, gering sind im Vergleich zu den Zeiten, in denen die Freilauffunktion genutzt wird. Im Überholbetrieb lautloser und verschleißärmer arbeiten im Regelfall kraftschlüssige Freiläufe, da deren Kupplungselemente, nämlich Klemmkörper oder Klemmrollen im Überholbetrieb auf glatten Konturen gleiten und somit keine Geräusche und keine erhöhten Normalkräfte nach dem Überspringen von Kupplungszähnen entstehen können. Der Nachteil dieser Freiläufe ist bekannt und resultiert aus den hohen Werkstoffspannungen wegen der erforderlichen Normalkraftüberhöhung bei kleinem kalkulatorischen Reibungskoeffizienten my und den Hertz'schen Linienberührungen. Außerdem werden bei kraftschlüssigen Freiläufen sehr kleine Verschleiß-, Fertigungs- und Verformungstoleranzen gefordert. Schließlich ist auch eine hohe Präzision hinsichtlich der Lagerung und der Planlage der Wellen notwendig.

Aus der WO 2004/063597 A1 ist ein stufenlos regelbares Getriebe bekannt, das eine Ringscheibe mit einer Umfangsnut sowie Formschlusselemente besitzt, die vorzugsweise als ringförmiges Zahnprofil ausgebildet sind. In der genannten Umfangsnut werden Kupplungselemente geführt, die Formschlusselemente aufweisen, die komplementär zu den Formschlusselementen der Ringscheibe ausgebildet sind. Die Kupplungselemente durchlaufen einen das anliegende Drehmoment übertragenden Lastbogen, der sich über einen Teilkreisbogen erstreckt, und einen Leerbogen. Beim Eintritt in den Lastbogen werden die Klemmelemente eingekuppelt, d. h. zwischen den Formschlusselementen der Ringscheibe und den korrespondierend ausgebildeten Formschlusselementen der Klemmkörper wird ein Formschlusseingriff hergestellt, indem die Kupplungselemente eine Verschwenkung um eine körpereigene Achse vollziehen, die vorzugsweise parallel zu den Drehachsen der Ringscheibe und der Sternscheibe des Getriebes steht. Dieser Formschlusseingriff bleibt im Lastbogen aufrechterhalten. Beim Übergang vom Lastbogen in den Leerbogen werden die Klemmkörper zurückgeschwenkt, wodurch der Formschlusseingriff wieder gelöst wird. Jedes Kupplungselement besitzt einen axial hervorstehenden, in einer der vorgesehenen Radialführungen der Sternscheibe bewegbaren Übertragungsstift, über den die beim Durchlaufen des Lastbogens anliegende Kraft auf die Sternscheibe übertragen wird. Mit einer solchen einschnittigen Kraftübertragung kann der Aufbau des Getriebes relativ einfach gehalten werden. Auch bei diesem Getriebe lässt sich im Überholbetrieb aufgrund der Fliehkräfte der Kupplungselemente eine kurzzeitige Berührung der Verzahnungen und damit verbundene Laufgeräusche sowie ein Verschleiß nicht vermeiden.

Aufgrund dieser Nachteile werden im Pkw derzeit immer noch vorwiegend magnetisch gekuppelte Ritzel verwendet, die aktiv bei Betätigung des Starters, beispielsweise durch axiale Verschiebung, in Eingriff gebracht werden. Eine solche Lösung kommt jedoch nicht mehr in Betracht, wenn aus Umweltgründen sowie zur Energieeinsparung der Pkw-Motor automatisch bei einem kurzen Stillstand, wie z. B. einer Ampel-Rotphase, abgeschaltet und beim Wiederanfahren neu gestartet werden soll.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung den eingangs genannten Freilauf derart weiter zu entwickeln, dass eine weitestgehend geräuscharme Funktion gewährleistet ist. Insbesondere sollen Geräuschentwicklungen im Überholbetrieb vermieden werden.

Diese Aufgabe wird durch den formschlüssigen Freilauf nach Anspruch 1 gelöst.

Dieser Freilauf ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplungselemente bei Überschreiten einer Grenzdrehzahl entweder fliehkraftbedingt entgegen einer Anfederungskraft oder durch eine Reibungskraft bedingt, die ein in jedem Kupplungselement angeordneter Kontaktstift bei einer Gleitbewegung entlang einer Ringbahn erfährt, aus dem Sperrzustand gelöst werden. Im Kupplungseingriff werden nach der ersten Ausführungsvariante die Kupplungselemente über die Anfederung in Eingriff gehalten, so dass bei niedrigen Drehzahlen unterhalb der Grenzdrehzahl eine Drehmomentübertragung in einer Richtung stattfindet. Sobald eine Grenzdrehzahl überschritten wird, werden die Kupplungselemente fliehkraftbelastet aus dem Kupplungseingriff gehoben, so dass sie ohne Kontakt zu den Formschlusskonturen des Hohl- oder Zahnrades geräusch- und verschleißfrei überholen können. Gegebenenfalls kann in dem Freilauf zur Begrenzung des Drehwinkels, um den die Kupplungselemente verschwenkt werden, eine Gegenkontur im Sinne einer Anschlagfläche vorgesehen sein, an der die Kupplungselemente im Überholbetrieb fliehkraftbedingt anliegen.

Alternativ hierzu kann in jedem Kupplungselement ein Kontaktstift angeordnet sein, der gleitend entlang einer Ringbahn geführt wird und hierdurch eine Reibungskraft erfährt, die zum Verriegelung und Entriegeln ausgenutzt ist. Diese Reibungskraft erzeugt eine Umfangskraft, deren Vorzeichen je nach Drehrichtung des Freilaufes wechselt und die zusammen mit der Kraft des drehmomentübertragenden Stiftes ein Kräftepaar bildet, mit dem das gewünschte Verriegelungsmoment erzeugbar ist.

Weitere Ausführungsformen und Vorteile des formschlüssigen Freilaufes sind in den Unteransprüchen beschrieben.

Vorzugsweise sind die Kontaktstifte in einer Ausnehmung oder Bohrung der Kupplungselemente federbelastet gelagert, insbesondre in einer zweischnittigen Anordnung.

Nach einer weiteren Ausführungsform gleitet bzw. gleiten jeweils das überstehende freie Ende oder die überstehenden freien Enden der Kontaktstifte entlang einer Oberfläche einer Scheibe, die mit der ersten Welle oder dem Hohl- oder Zahnrad verbunden ist. Vorzugsweise durchgreifen die Stifte die Kupplungselemente in ihrem Schwerpunkt. Durch diese rotatorische Aufhängung im Schwerpunkt werden Drehmomentstöße, axiale oder radialer Beschleunigungen und jede Form von Zentrifugalkräften, die Ein- bzw. Ausriegelmomente auslösen können, vermieden.

Weiterhin vorzugsweise sind die Kupplungselemente in taschenförmigen Ausnehmungen mit einer Auflauffläche und einer Anschlagfläche angeordnet und gleiten oder sperren richtungsgebunden nach Art eines Klemmkörperfreilaufes oder Klemmrollenfreilaufes. Das Verriegeln und Entriegeln läuft dann zwar im Reibschluss mit den eingangs beschriebenen Nachteilen ab, jedoch ist dieser Nachteil unbedeutend, da lediglich das Riegelmoment des Kupplungselementes und nicht die drehmomentführende Umfangskraft des Freilaufes selbst im Reibschluss übertragen wird.

Nach einer weiteren Ausführung der Erfindung ist die Geometrie der Formschlusskonturen der Kupplungselemente sowie des Hohl- oder Zahnrades so ausgebildet, dass der Kupplungseingriff innerhalb vorgegebener Grenzen auch oberhalb der Grenzdrehzahl – bei identischer Richtung des Drehmomentschlusses und der Kupplungsrichtung – erhalten bleibt. Vorzugsweise wird eine Formschlussgeometrie gewählt, bei der ein anliegendes positives Drehmoment die Kupplungselemente auch gegen ausriegelnde Fliehkräfte im Eingriff hält. Der erfindungsgemäße Freilauf schaltet also einerseits stets auf den Freilaufbetrieb, sobald eine Drehmomentumkehr stattfindet, bleibt selbsttätig außer Kontakt, sobald eine Grenzdrehzahl überschritten wird, wobei die Kupplungselemente mittels einer einzigen Kupplungsunterbrechung aus dem Eingriff genommen worden sind und erst wieder eingekuppelt werden, nachdem eine untere Grenzdrehzahl unterschritten worden ist.

Wie bereits eingangs erwähnt, werden die Kupplungselemente vorzugsweise innerhalb einer Führungskontur angeordnet, durch die der Schwenkwinkel auf ein geringstmögliches Maß begrenzt wird, wobei der Schwenkwinkel eine sichere Loslösung aus dem Kupplungseingriff im Überholbetrieb gewährleistet, andererseits eine weitergehende zusätzlich Verschwenkung der Kupplungselemente durch die Füh rungskontur bzw. entsprechende Anschlagflächen für die Kupplungselemente verhindert wird.

Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung sind zusätzliche Konturen oder Bauelemente vorgesehen, durch die nach Überschreiten eines gewissen Überholwinkels die Kupplungselemente über einen Totpunkt in die entriegelte Lage gedrückt werden, in der sie durch Fliehkraftwirkung weiter selbsttätig anliegen.

Im Rahmen der vorliegenden Erfindung können auch weitere zusätzliche Bauelemente wie bistabile Federn, Kugelschnapper oder ähnliches vorgesehen sein, mit denen die Kupplungselemente über einen Totpunkt in der verriegelten und/oder entriegelten Lage gehalten werden, so dass eine schnelle Bewegung in die jeweilige Endlage an Stelle einer langsamen Übergangsbewegung erzielt wird, eine Hysterese zwischen der Ein- und Ausriegeldrehzahl erreicht wird und außerdem eine weitere Regelgröße zur Abstimmung der Freilaufparameter geschaffen wird.

Vorzugsweise elastisch ausgebildete Kupplungselemente können erfindungsgemäß dazu dienen, eine Stoß- oder Schlagbewegung beim Einkupplung abzufedern.

In einer erfindungsgemäßen bevorzugten Anwendung ist der Freilauf in einem Antriebsstrang zwischen einem Anlasser und einem Verbrennungsmotor eines Kraftfahrzeuges angeordnet, wobei die Kupplungselemente auf einer mit der Kurbelwelle verbundenen Abtriebsscheibe angeordnet sind.

Beim Motorstillstand werden die schwenkbaren Kupplungselemente durch eine Feder in den sperrenden Kupplungseingriff gebracht. Bei einer Anlasserbetätigung übertragen die Kupplungselemente das Drehmoment auf die Kurbelwelle. Auch bei einem Überschreiten der unteren Grenzdrehzahl bleiben die Kupplungselemente so lange im Eingriff wie der Motor noch nicht angesprungen ist, da die Formschlussgeometrie, d. h. die Verzahnung die Kupplungselemente auch gegen die Fliehkräfte aufgrund der Drehmomentrichtung in den Zahngrund drückt.

Vorzugsweise werden in den Freilauf drehelastische Bauelemente integriert, die bei einer sehr kurzzeitigen Drehmomentumkehr, z. B. einem Stotterstart des Motors eine Ausriegelung der Kupplungselemente verhindern, indem die Drehmomentumkehr elastisch abgefedert wird. Nur wenn zwei Bedingungen gleichzeitig kontinuierlich erfüllt sind, nämlich der Motor läuft und die untere Grenzdrehzahl überschritten ist, werden die Kupplungselemente flieh- oder reibungskraftbedingt aus dem Eingriff genommen, so dass ein vollkommen kontakt- und damit geräuschloser Überholvorgang möglich ist.

Zusätzlich können auch bewegungsdämpfende Bauelemente vorgesehen sein, die den Ausriegelvorgang soweit verlangsamen, dass kurzzeitige Drehmomentwechsel, wie sie z. B. bei einem Stotterstart des Verbrennungsmotors auftreten können, nicht zum Ausriegeln der Formschlusselemente führen. Ein solches Bauelement kann beispielsweise ein zähflüssiges Silikonöl im Freilauf sein. Schließlich wird vorzugsweise der Drehwinkel, den die erste und die weitere Welle beim Lösen aus dem Kupplungseingriff überstreichen, nicht größer gewählt als der Winkel, der sich aus der Teilung des Zahnrades oder Hohlrades ergibt, wobei die Schaltgenauigkeit des Freilaufes nur von der Teilung der Verzahnung abhängt.

Weitere Ausführungsvarianten und deren Vorteile sind in den Zeichnungen dargestellt. Es zeigen:
1 eine Prinzipansicht eines erfindungsgemäßen Freilaufes,
2 eine Draufsicht auf eine alternative Freilaufausführung,
3 eine Schnittansicht entlang der Linie A – A in 2,
4 eine perspektivische Ansicht des Freilaufes nach 2 und 3 und
5 eine perspektivische Ansicht eines Kupplungselementes.
In 1 ist eine erste Ausführungsvariante des erfindungsgemäßen Freilaufes dargestellt, der eine Antriebsscheibe 10, die z. B. mit einer Anlasserwelle eines Pkw-Motors verbunden sein kann und ein Hohlrad mit Formschlusselementen 11 aufweist. Das Zahnflankenprofil der Formschlusselemente kann symmetrisch oder asymmetrisch ausgeführt sein und entspricht dem Zahnflanken- bzw. Formschlussprofil der Kupplungselemente 12, die jeweils auf einem Stift 13 schwenkbar gelagert sind. Die Stifte 13 ragen aus einer Abtriebsscheibe 16 heraus, die beispielsweise mit der Kurbelwelle des Verbrennungsmotors verbunden ist. Auf dieser Abtriebsscheibe 16 sind auch Konturen 17 angeordnet, die über entsprechende Anschlagflächen den Schwenkwinkel der Kupplungselemente 12 begrenzen. Beim Auskuppeln werden die Kupplungselemente 12 – so wie an dem mit 18 bezeichneten Kupplungselement dargestellt – soweit verschwenkt, dass gegenseitige Anschlagflächen 19 die Schwenkbewegung begrenzen, andererseits ein vollständiges berührungsloses Abheben der Kupplungselemente aus dem Kupplungseingriff gewährleistet ist.
Die in 1 dargestellte Anfederung 15 ist als Druckfeder mit einem Zylinderstift ausgeführt und hält das betreffende Kupplungselement 12 im Eingriff. Die Flanken der Formschlusselemente 11 stellen sicher, dass bei einem Drehmomentfluss vom Anlasser zur Kurbelwelle, also in der gewählten Darstellung einer Laufrichtung im Uhrzeigersinn, die Kupplungselemente 12 immer im Eingriff bleiben. Sobald die Kurbelwelle die Abtriebsscheibe 16 (bzw. die Anlasserscheibe) überholt, werden die Kupplungselemente 12 über die Flankengeometrie aus den Formschlusselementen 11 gehoben und drücken die Anfederung 15 zusammen. Nach Überschreiten der Grenzdrehzahl übersteigen die Fliehkräfte an der Balanceflanke 14 der Kupplungselemente 12 die Federkraft, so dass die Kupplungselemente im weiteren Lauf geräusch- und verschleißfrei ohne Berührung in der Verzahnung überholen können.
In 2 bis 5 ist eine alternative Ausführungsform dargestellt, bei der das Antriebselement ein Hohlrad 200 mit einer Innenverzahnung 201 und ringförmigen axialen Seitenwänden 203 ist und das Abtriebselement aus einem Sternprofil 207 mit radial abstehenden Armen besteht, an deren äußeren freien Ende eine Bohrung vorgesehen ist, die korrespondierend mit den Bohrungen eines Kupplungselementes 202 von einem Stift 206 als Drehachse so durchgriffen wird, dass das Kupplungselement 202 bzw. jedes Kupplungselement schwenkbar gelagert ist. Anstelle der vorbeschriebenen Anfederung 15 ist in einer Bohrung 204 ein federbelasteter Kontaktstift belastet, der seitlich aus dem Kupplungselement 202 herausragt und auf der Innenseite der Seitenwand 203 oder einer dort vorgesehenen Kontur gleitet und je nach relativer Drehung des Antriebselementes zu dem Abtriebselement das Kupplungselement 202 richtungsgebunden mit seiner Verzahnung in den Sperrzustand hinein- oder aus diesem Sperrzustand herausbewegt.

10: Antriebsscheibe
11: Formschlusselemente
12: Kupplungselemente
13: Stift
14: Balanceflanke
15: Anfederung
16: Abtriebsscheibe
17: Konturen
18: Kupplungselement
19: Anschlagflächen
200: Hohlrad
201: Innenverzahnung
202: Kupplungselement
203: axiale Seitenwände des Hohlrades 200
204: Bohrung im Kupplungselement
206: Stift
207: Sternprofil

Claims

Formschlüssiger Freilauf mit einem mit einer ersten Welle verbundenen Hohl- oder Zahnrad, auf das im Sperrzustand unter Formschlusseingriff Kupplungselemente (12, 202) mit mindestens drei, vorzugsweise mehr als acht Zähnen ein Drehmoment in einer Laufrichtung übertragen und die Kupplungselemente (12, 202) in Gegenrichtung in einen Freilaufzustand eintreten, wobei jedes Kupplungselement (12, 202) als Umlaufelement ausgebildet und zudem um einen Stift (13, 206) als Drehachse schwenkbar gelagert ist, der aus einer mit einer weiteren Welle verbundenen Scheibe herausragt, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplungselemente (12, 202) bei Überschreiten einer Grenzdrehzahl entweder fliehkraftbedingt entgegen einer Anfederungskraft oder durch eine Reibungskraft bedingt, die ein in jedem Kupplungselement (202) angeordneter Kontaktstift bei einer Gleitbewegung entlang einer Ringbahn erfährt, aus dem Sperrzustand gelöst werden.
Formschlüssiger Freilauf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktstifte (22) in einer Ausnehmung oder Bohrung (204) der Kupplungselemente (202) federbelastet gelagert sind, vorzugsweise in einer zweischnittigen Anordnung.
Formschlüssiger Freilauf nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das überstehende freie Ende oder die überstehenden freien Enden der Kontaktstifte entlang einer Seitenwand (203) eines Hohlrades (200) gleiten.
Formschlüssiger Freilauf nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die als Drehachse wirksamen Stifte (206) die Kupplungselemente (12, 202) in ihrem Schwerpunkt durchgreifen.
Formschlüssiger Freilauf nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplungselemente in taschenförmigen Ausnehmungen mit einer Auflauffläche und einer Anschlagfläche angeordnet sind und richtungsgebunden nach Art eines Klemmkörperfreilaufes oder Klemmrollenfreilaufes gleiten oder sperren.
Formschlüssiger Freilauf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Geometrie der Formschlusskonturen der Kupplungselemente (12, 202) sowie des Hohl- oder Zahnrades (200) so verlaufen, dass der Kupplungseingriff innerhalb vorgegebener Grenzen auch oberhalb der Grenzdrehzahl – bei identischer Richtung des Drehmomentflusses und der Kupplungsrichtung – erhalten bleibt.
Formschlüssiger Freilauf nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch eine Formschlussgeometrie, bei der ein anliegendes positives Drehmoment die Kupplungselemente (12, 202) auch gegen ausriegelnde Fliehkräfte im Eingriff hält.
Formschlüssiger Freilauf nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplungselemente (12, 202) innerhalb einer Führungskontur (17) angeordnet sind, durch die der Schwenkwinkel auf ein geringstmögliches Maß begrenzt wird, durch das eine sichere Loslösung aus dem Kupplungseingriff im Überholbetrieb gewährleistet ist, andererseits eine weitergehende zusätzliche Verschwenkung der Kupplungselemente (12, 202) verhindert wird.
Formschlüssiger Freilauf nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzliche Konturen oder Bauelemente vorgesehen sind, die nach Überschreiten eines gewissen Überholwinkels die Kupplungselemente (12, 202) über einen Totpunkt in die entriegelte Lage drücken, in der sie durch Fliehkraftwirkung weiter selbsttätig anliegen.
Formschlüssiger Freilauf nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzliche Bauelemente wie bistabilen Federn, Kugelschnapper oder ähnliches vorgesehen sind, mit denen die Kupplungselemente (12, 202) über einen Totpunkt in der verriegelten und/oder entriegelten Lage gehalten werden, so dass eine schnelle Bewegung in die jeweilige Endlage anstatt einer langsamen Übergangsbewegung erzielt wird, eine Hysterese zwischen Ein- und Ausriegeldrehzahl erreicht wird und außerdem eine weitere Regelgröße zur Abstimmung der Freilaufparameter zur Verfügung steht.
Formschlüssiger Freilauf nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplungselemente (12, 202) elastisch ausgebildet sind und hierdurch eine Stoß- oder Schlagbewegung beim Einkuppeln abfedern.
Formschlüssiger Freilauf nach einem der Ansprüche 1 bis 11, gekennzeichnet durch eine Anordnung in einem Antriebsstrang zwischen einem Anlasser und einem Verbrennungsmotor eines Kraftfahrzeuges, wobei die Kupplungselemente auf einer mit der Kurbelwelle verbundenen Abtriebsscheibe angeordnet sind.
Formschlüssiger Freilauf nach einem der Ansprüche 1 bis 12, gekennzeichnet durch integrierte drehelastische Bauelemente, die bei einer sehr kurzzeitigen Drehmomentumkehr auftretende Drehmomentstöße in negativer Richtung aufnehmen und so ein Abheben der Kupplungselemente aus dem Eingriff verhindern.
Formschlüssiger Freilauf nach einem der Ansprüche 1 bis 13, gekennzeichnet durch bewegungsdämpfende Bauelemente, die den Ausriegelvorgang so weit verlangsamen, dass sehr kurzzeitige Drehmomentwechsel nicht zum Ausriegeln der Formschlusselemente führen.
Formschlüssiger Freilauf nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Drehwinkel, den die erste Welle relativ zur weiteren Welle beim Lösen aus dem Kupplungseingriff überstreicht, nicht größer ist als der Winkel, der sich aus der Teilung des Zahnrades oder Hohlrades ergibt und dass die Schaltgenauigkeit des Freilaufes nur von der Teilung der Verzahnung abhängt.
Formschlüssiger Freilauf nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplungselemente einzeln drehelastisch so auf der Trägerscheibe angebracht sind, dass sie relativ zueinander Fertigungstoleranzen bzgl. der Teilung auf dem Umfang ausgleichen können und so die Lasten durch die statische Überbestimmung die entsteht, wenn mehr als ein Kupplungselement verbaut wird, ausgeglichen werden.