DE102007037222A1

DE102007037222A1 - Keilförmiger Freilauf

Info

Publication number: DE102007037222A1
Application number: DE102007037222A
Authority: DE
Inventors: Michael Davis
Original assignee: LuK Lamellen und Kupplungsbau Beteiligungs KG; LuK Lamellen und Kupplungsbau GmbH
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2006-09-01
Filing date: 2007-08-07
Publication date: 2008-03-06
Also published as: US8020681B2; JP5561898B2; JP2008057784A; US20080053784A1

Abstract

Die vorliegende Erfindung beinhaltet im Allgemeinen eine Freilaufkupplung, die einen inneren und einen äußeren Laufring und ein Kupplungselement beinhaltet. Der äußere Laufring ist drehfest mit einem Drehmomentübertragungselement verbunden und dreht sich unabhängig vom inneren Laufring, wobei die Drehung in einer ersten Richtung gegenüber dem inneren Laufring erfolgt. Das Kupplungselement ist mit dem äußeren Laufring verbunden und beinhaltet mindestens ein radial zwischen den Laufringen angeordnetes Kupplungselement. Das Element steht unter einer radial nach innen gerichteten Vorspannung und ist so angeordnet, dass es die Laufringe drehfest miteinander verbindet, wenn die Drehung in einer zweiten Richtung erfolgt. Ferner umfasst die vorliegende Erfindung eine Freilaufkupplung mit einem inneren und einem äußeren Laufring, mindestens einem Kupplungselement und mindestens einem elastisch verformbaren Element. Einer der Laufringe ist mit einem Drehmomentübertragungselement verbunden. Das Kupplungselement ist radial zwischen den Laufringen angeordnet und radial asymmetrisch. Das verformbare Element setzt das Kupplungselement in einer Drehrichtung unter eine Vorspannung.

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Die Erfindung betrifft Verbesserungen an einer Vorrichtung zur Kraftübertragung. Die Kraft kann zwischen einer rotatorischen Antriebseinheit (zum Beispiel dem Motor eines Motorfahrzeugs) und einer rotatorisch angetriebenen Einheit (zum Beispiel dem Automatikgetriebe in dem Motorfahrzeug) übertragen werden, oder die Kraft kann innerhalb einer rotatorischen Antriebseinheit (zum Beispiel im Getriebe eines Motorfahrzeugs) übertragen werden. Insbesondere betrifft die Erfindung einen keilförmigen Freilauf mit radial verschiebbaren Verriegelungselementen und einen keilförmigen Freilauf mit auf dem Umfang verschiebbaren Verriegelungselementen.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
1 veranschaulicht ein allgemeines Blockschaubild, das die Beziehungen zwischen dem Motor 7, dem Drehmomentwandler 10, dem Getriebe 8 und der Differenzial/Achsbaugruppe 9 in einem typischen Fahrzeug zeigt. Bekanntlich dient ein Drehmomentwandler zur Übertragung eines Drehmoments von einem Motor zu einem Getriebe eines Motorfahrzeugs.
Die Pumpe 37, die Turbine 38 und der Stator 39 stellen die drei Hauptkomponenten des Drehmomentwandlers dar. Wenn die Pumpe an den Deckel 11 angeschweißt wird, wird der Drehmomentwandler zu einer abgeschlossenen Kammer. Der Deckel ist mit der Wandlermitnehmerscheibe 41 (flexplate) verbunden, die wiederum mit der Kurbelwelle 42 des Motors 7 verschraubt ist. Der Deckel kann unter Verwendung von Stegen oder Zapfen mit der Wandlermitnehmerscheibe verbunden sein, die an den Deckel angeschweißt sind. Die Schweißverbindung zwischen der Pumpe und dem Deckel überträgt das Motordrehmoment zur Pumpe. Deshalb dreht sich die Pumpe immer mit der Motordrehzahl. Die Funktion der Pumpe besteht darin, unter Verwendung dieser Drehbewegung die Flüssigkeit in radialer Richtung nach außen und in axialer Richtung zur Turbine zu befördern. Deshalb dient als Pumpe eine Zentrifugalpumpe, welche die Flüssigkeit von einem kleinen radialen Einlass zu einem großen radialen Auslass befördert und so die Energie der Flüssigkeit erhöht. Der Druck zum Einkuppeln der Getriebekupplungen und der Drehmomentwandlerkupplung wird durch eine zusätzliche Pumpe im Getriebe erzeugt, die durch die Pumpennabe angetrieben wird.
Im Drehmomentwandler 10 wird durch die Pumpe (mitunter auch als Laufrad bezeichnet), die Turbine und den Stator (mitunter auch als Reaktor bezeichnet) ein Flüssigkeitskreislauf gebildet. Durch den Flüssigkeitskreislauf kann der Motor weiter drehen, wenn das Fahrzeug anhält, und das Fahrzeug wieder beschleunigen, wenn das durch einen Fahrer gewünscht wird. Ähnlich wie bei einer Getriebeuntersetzung unterstützt der Drehmomentwandler das Motordrehmoment durch ein Drehmomentverhältnis. Das Drehmomentverhältnis ist das Verhältnis von Ausgangsdrehmoment zu Eingangsdrehmoment. Das Drehmomentverhältnis ist das Verhältnis von Ausgangsdrehmoment zu Eingangsdrehmoment. Das Drehmomentverhältnis ist am höchsten, wenn das Drehmoment der Turbine niedrig oder gleich null ist (auch als Abwürgen bezeichnet). Die Drehmomentverhältnisse beim Abwürgen liegen üblicherweise im Bereich von 1,8 bis 2,2. Das bedeutet, dass das Ausgangsdrehmoment des Drehmomentwandlers 1,8- bis 2,2-mal so groß ist wie das Eingangsdrehmoment. Die Ausgangsdrehzahl hingegen ist wesentlich niedriger als die Eingangsdrehzahl, da die Turbine mit der Ausgangsseite verbunden ist und sich nicht dreht, während die Eingangsseite mit der Motordrehzahl läuft.
Die Turbine 38 nutzt die mit der Flüssigkeit von der Pumpe 37 aufgenommene Energie zum Antreiben des Fahrzeugs. Das Turbinengehäuse 22 ist mit der Turbinennabe 19 verbunden. Die Turbinennabe 19 überträgt das Drehmoment der Turbine mittels einer Keilnutverbindung auf die Eingangswelle 43 des Getriebes. Die Eingangswelle ist über Zahnräder und Wellen im Getriebe 8 sowie ein Achsdifferenzial 9 mit den Rädern des Fahrzeugs verbunden. Die auf die Turbinenschaufeln einwirkende Kraft der Flüssigkeit wird von der Turbine in Form eines Drehmoments ausgegeben. Axiale Drucklager 31 nehmen die durch die Flüssigkeit auf die Komponenten einwirkenden axialen Kräfte auf. Sobald das Ausgangsdrehmoment zur Überwindung der Trägheit des stehenden Fahrzeugs ausreicht, setzt sich das Fahrzeug in Bewegung.
Nachdem die Energie der Flüssigkeit durch die Turbine in ein Drehmoment umgesetzt wurde, enthält die Flüssigkeit noch restliche Energie. Die aus der kleinen radialen Auslassöffnung 44 austretende Flüssigkeit tritt normalerweise so in die Pumpe ein, dass sie der Drehung der Pumpe entgegenwirkt. Der Stator 39 dient zum Umlenken der Flüssigkeit, um zur Beschleunigung der Pumpe beizutragen und dadurch das Drehmomentverhältnis zu erhöhen. Der Stator 39 ist durch einen Freilauf 46 mit der Statorwelle 45 verbunden. Die Statorwelle ist mit dem Getriebegehäuse 47 verbunden und dreht sich nicht. Der Freilauf 46 verhindert, dass sich der Stator 39 bei niedrigen Drehzahlverhältnissen dreht (wenn sich die Pumpe schneller dreht als die Turbine). Die vom Turbinenauslass 44 in den Stator 39 eintretende Flüssigkeit wird durch die Statorschaufeln 48 umgelenkt, sodass sie in Drehrichtung in die Pumpe 37 eintritt.
Die Ein- und Austrittswinkel der Schaufeln, die Form des Pumpen- und des Turbinengehäuses sowie der Gesamtdurchmesser des Drehmomentwandlers beeinflussen dessen Leistungsparameter. Als Parameter für die Konstruktion kommen das Drehmomentverhältnis, der Wirkungsgrad und die Fähigkeit des Drehmomentwandlers infrage, das Motordrehmoment aufzunehmen, ohne dass der Motor „durchdrehen" kann. Dazu kommt es, wenn der Drehmomentwandler zu klein ist und die Pumpe den Motor nicht abbremsen kann.
Bei niedrigen Drehzahlverhältnissen arbeitet der Drehmomentwandler zufriedenstellend, indem er den Motor drehen lässt, während das Fahrzeug steht, und das Motordrehmoment zur Leistungssteigerung unterstützt. Bei hohen Drehzahlverhältnissen arbeit der Drehmomentwandler weniger wirkungsvoll. Indem sich die Drehzahl der Turbine an die Drehzahl der Pumpe angleicht, geht das Drehmomentverhältnis des Drehmomentwandlers von einem hohen Wert von ungefähr 1,8 bis 2,2 allmählich auf ein Drehmomentverhältnis von ungefähr 1 zurück. Das Drehzahlverhältnis beim Erreichen eines Drehzahlverhältnisses von 1 wird als Einkuppelpunkt bezeichnet. An diesem Punkt braucht die in den Stator eintretende Flüssigkeit nicht mehr umgelenkt zu werden, und der Freilauf im Stator lässt die Drehung in derselben Richtung wie die Pumpe und die Turbine zu. Da der Stator die Flüssigkeit nicht umlenkt, ist das vom Drehmomentwandler abgegebene Drehmoment gleich dem aufgenommenen Drehmoment. Der gesamte Flüssigkeitskreislauf dreht sich als eine Einheit.
Aufgrund von Verlusten in der Flüssigkeit liegt der maximale Wirkungsgrad des Drehmomentwandlers bei 92 bis 93 %. Deshalb wird zur mechanischen Verbindung der Eingangsseite mit der Ausgangsseite des Drehmomentwandlers eine Drehmomentwandlerkupplung 49 eingesetzt, die den Wirkungsgrad auf 100 % erhöht. Das Kupplungskolbenblech 17 wird durch Befehle von der Getriebesteuerung hydraulisch betätigt. Das Kolbenblech 17 ist an seinem Innendurchmesser durch einen O-Ring 18 gegen die Turbinennabe 19 und an seinem Außendurchmesser durch einen Ring 51 aus Reibungsmaterial gegen den Deckel 11 abgedichtet. Diese Dichtungen bilden eine Druckkammer und verbinden das Kolbenblech 17 mit dem Deckel 11. Diese mechanische Verbindung umgeht den Flüssigkeitskreislauf des Drehmomentwandlers.
Die mechanische Verbindung der Drehmomentwandlerkupplung 49 überträgt wesentlich mehr Torsionsschwankungen an den Antriebsstrang. Da der Antriebsstrang im Grunde ein Federn-Massen-System darstellt, können Torsionsschwankungen vom Motor Resonanzschwingungen des Systems anregen. Um die Resonanzschwingungen des Antriebsstrangs aus dem Fahrbereich zu entfernen, wird ein Dämpfer verwendet. Der Dämpfer beinhaltet in Reihe mit dem Motor 7 und dem Getriebe 8 angeordnete Federn 15, um die wirksame Federkonstante des Systems und so die Resonanzfrequenz zu verringern.
Die Drehmomentwandlerkupplung 49 umfasst im Allgemeinen vier Komponenten: ein Kolbenblech 17, Deckplatten 12 und 16, Federn 15 und einen Flansch 13. Die Deckplatten 12 und 16 übertragen das Drehmoment vom Kolbenblech 17 auf die Druckfedern 15. An der Deckplatte sind um die Federn 15 herum Nasen 52 gebildet, um die Federn in axialer Richtung zu haltern. Das Drehmoment wird über eine genietete Verbindung vom Kolbenblech 17 auf die Deckplatten 12 und 16 übertragen. Die Deckplatten 12 und 16 lassen das Drehmoment durch den Kontakt mit einer Kante einer Aussparung für die Feder auf die Druckfedern 15 einwirken. Die beiden Deckplatten unterstützen gemeinsam die Feder auf beiden Seiten ihrer Mittelachse. Die Federkraft wird durch den Kontakt mit einer Kante der Aussparung für die Flanschfeder auf den Flansch 13 übertragen. Mitunter weist der Flansch auch in Drehrichtung eine Zunge oder einen Schlitz auf, der in einen Teil der Deckplatte eingreift, um während der Übertragung hoher Drehmomente ein zu starkes Zusammendrücken der Federn zu verhindern. Das Drehmoment wird vom Flansch 13 auf die Turbinennabe 19 und auf die Antriebswelle 43 des Getriebes übertragen.
Die Energie kann bei Bedarf durch Reibung, die mitunter auch als Hysterese bezeichnet wird, aufgenommen werden. Die Hysterese ergibt sich aus der Torsinn und der Entspannung der Dämpfungsplatten und ist somit doppelt so groß wie das eigentliche Reibungsdrehmoment. Die Hysteresebaugruppe besteht im Allgemeinen aus einer Membranfeder (oder Bellevillefeder) 14 zwischen dem Flansch 13 und einer der Deckplatten 16, um den Flansch 13 gegen die andere Deckplatte 12 zu drücken. Durch die Steuerung der auf die Membranfeder 14 ausgeübten Kraft kann auch das Reibungsdrehmoment gesteuert werden. Typische Hysteresewerte liegen im Bereich von 10 bis 30 Nm.
Die Verwendung von Rollenkupplungen wie zum Beispiel der Kupplung 46 bewirkt aufgrund des begrenzten Kontakts zwischen den Rollen in der Kupplung und den die Rollen radial einschließenden Komponenten hohe Belastungen. Deshalb muss die axiale Länge einer Rollenkupplung vergrößert werden, sodass das erforderliche axiale Volumen für eine Komponente, zum Beispiel den Stator 39, der eine Rollenkupplung aufnimmt, auf unerwünschte Weise vergrößert wird. Die US-Patentschrift Nr. 7 040 469 (Shirataki et al.) befasst sich mit der Belastung von Halterungen für Rollenkupplungen, löst jedoch nicht das Problem der Verringerung der axialen Länge der Rollen. Freilaufkupplungen sind aus ähnlichen Gründen ebenfalls von einer derartigen unerwünschten Vergrößerung der axialen Länge betroffen. Die US-Patentschrift Nr. 6 953 112 (Miura) befasst sich mit Problemen, die mit der Asymmetrie eines Rahmens für eine Freilaufkupplung verbunden sind, löst jedoch nicht das Problem der Verringerung der axialen Länge der Kupplung. Somit erhöhen Rollen- und Freilaufkupplungen wie beispielsweise die Kupplung 46 die Kosten, das Gewicht und die Komplexität des Stators und somit des Drehmomentwandlers 10. Es sollte klar sein, dass die obige Erörterung bezüglich Freilaufkupplungen auch auf Anwendungen zutrifft, die nicht auf einen Drehmomentwandler zugeschnitten sind.
Somit besteht seit langem ein Bedarf an einer Freilaufkupplung, bei der die Belastungskräfte besser verteilt werden und die eine verringerte axiale Länge aufweist.
KURZZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung umfasst im Allgemeinen eine Freilaufkupplung, die einen inneren Laufring, einen äußeren Laufring und ein Kupplungselement beinhaltet. Der äußere Laufring ist so angeordnet, dass er drehfest mit einem Drehmomentübertragungselement in einer Antriebseinheit verbunden ist und sich in einer ersten Drehrichtung unabhängig von einem inneren Laufring dreht. Das Kupplungselement ist mit dem äußeren Laufring verbunden und beinhaltet mindestens ein Kupplungselement, das radial zwischen dem inneren und dem äußeren Laufring angeordnet ist. Das mindestens eine Kupplungselement ist radial nach innen vorgespannt und so angeordnet, dass es den ersten und den zweiten Laufring miteinander verriegelt, wenn sich der äußere Laufring gegenüber dem inneren Laufring in einer zweiten Drehrichtung dreht. Gemäß einigen Aspekten verjüngt sich das mindestens eine Kupplungselement in der ersten Drehrichtung entlang dem Umfang.
Gemäß einigen Aspekten beinhaltet das mindestens eine Kupplungselement einen äußeren Umfangsrand, der den äußeren Laufring im Verriegelungsmodus berührt, und ein radialer Querschnitt des mindestens einen Kupplungselements ist bezüglich eines Radius durch einen Mittelpunkt des äußeren Umfangsrandes asymmetrisch. Gemäß einigen Aspekten ist eine erste Fläche des mindestens einen Kupplungselements so angeordnet, dass sie den inneren Laufring berührt, um den inneren und den äußeren Laufring drehfest miteinander zu verriegeln, und eine Ausdehnung der ersten Fläche entlang dem Umfang ist größer als eine axiale Ausdehnung der ersten Fläche. Gemäß einigen Aspekten ist eine zweite Fläche des mindestens einen Kupplungselements so angeordnet, dass sie den äußeren Laufring berührt, um den inneren und den äußeren Laufring drehfest miteinander zu verriegeln, und eine Ausdehnung der zweiten Fläche entlang dem Umfang ist größer als eine axiale Ausdehnung der zweiten Fläche.
Gemäß einigen Aspekten beinhaltet das Kupplungselement mindestens ein elastisch verformbares Segment mit einem ersten Ende, das radial befestigt ist, und einem zweiten Ende, das mit dem mindestens einen Kupplungselement verbunden ist. Das mindestens eine elastisch verformbare Segment ist so angeordnet, dass es das mindestens eine Kupplungselement radial nach innen drückt. Gemäß einigen Aspekten ist der äußere Laufring so angeordnet, dass er sich in der ersten Richtung gegenüber dem Kupplungselement um eine vorgegebene Umfangsstrecke dreht, um die Andruckkraft zwischen dem mindestens einen Kupplungselement und dem inneren und dem äußeren Laufring zu verringern. Gemäß einigen Aspekten beinhaltet das Kupplungselement mindestens eine Öffnung, und die Kupplung beinhaltet mindestens ein Befestigungselement, das mit dem äußeren Laufring verbunden ist und durch die mindestens eine Öffnung ragt. Gemäß einigen Aspekten ist das mindestens eine Kupplungselement radial nach innen vorgespannt, um der durch die Drehung in der zweiten Richtung bedingten Zentrifugalkraft entgegenzuwirken oder um eine Zugkraft zum Verriegeln in der zweiten Richtung bereitzustellen. Gemäß einigen Aspekten beinhaltet die äußere Umfangsfläche des inneren Laufrings eine Vielzahl ebener Segmente, oder die äußere Umfangsfläche des inneren Laufrings bildet im radialen Querschnitt des inneren Laufrings ein Vieleck.
Die vorliegende Erfindung umfasst im Allgemeinen auch eine Freilaufkupplung, die einen inneren Laufring, einen äußeren Laufring, mindestens ein Kupplungselement und mindestens ein elastisch verformbares Element beinhaltet. Der innere oder der äußere Laufring ist so angeordnet, dass er mit einem Drehmomentübertragungselement in einer Antriebseinheit drehfest verbunden ist. Das mindestens eine Kupplungselement ist radial zwischen dem inneren und dem äußeren Laufring angeordnet und weist einen äußeren Umfangsrand auf, der in einem Verriegelungsmodus den äußeren Laufring berührt. Das mindestens eine elastisch verformbare Element ist so angeordnet, dass es in einer ersten Drehrichtung eine Vorspannung auf das mindestens eine Kupplungselement ausübt, das wiederum so angeordnet ist, dass es in einem Verriegelungsmodus den ersten und den zweiten Laufring miteinander verriegelt, wenn sich der jeweils andere, der innere oder der äußere Laufring in einer zweiten Drehrichtung gegenüber dem äußeren oder dem inneren Laufring dreht. Der innere oder der äußere Laufring ist so angeordnet, dass er sich unabhängig vom äußeren oder inneren Laufring gegenüber diesem in einer dritten Richtung dreht, die der zweiten Drehrichtung entgegengesetzt ist. Ein radialer Querschnitt des mindestens einen Kupplungselements ist bezüglich eines Radius durch einen Mittelpunkt des Teils des äußeren Umfangsrandes des mindestens einen Kupplungselements asymmetrisch, der im Verriegelungsmodus den äußeren Laufring berührt. Gemäß einigen Aspekten verjüngt sich das mindestens eine Kupplungselement entlang dem Umfang.
Gemäß einigen Aspekten ist eine erste Fläche des mindestens einen Kupplungselements so angeordnet, dass sie den inneren Laufring berührt, um den inneren und den äußeren Laufring drehfest miteinander zu verriegeln, und eine Ausdehnung der ersten Fläche entlang dem Umfang ist größer als eine axiale Ausdehnung der ersten Fläche. Gemäß einigen Aspekten ist eine zweite Fläche des mindestens einen Kupplungselements so angeordnet, dass sie den äußeren Laufring berührt, um den inneren und den äußeren Laufring drehfest miteinander zu verriegeln, und eine Ausdehnung der zweiten Fläche entlang dem Umfang ist größer als eine axiale Ausdehnung der zweiten Fläche. Gemäß einigen Aspekten ist der innere Laufring drehfest mit dem Drehmomentübertragungselement verbunden, und die erste Richtung ist gleich der zweiten Richtung. Gemäß einigen Aspekten ist der äußere Laufring drehfest mit dem Drehmomentübertragungselement verbunden, und die erste Richtung ist gleich der dritten Richtung.
Die vorliegende Erfindung umfasst im Allgemeinen ferner eine Freilaufkupplung, die Folgendes beinhaltet: einen inneren Laufring, einen äußeren Laufring, der so angeordnet ist, dass er drehfest mit einem Drehmomentübertragungselement in einer Kraftfahrzeugeinrichtung verbunden ist und sich unabhängig vom inneren Laufring diesem gegenüber in einer ersten Drehrichtung drehen kann, und mindestens ein Kupplungselement, das radial zwischen dem inneren und dem äußeren Laufring angeordnet, drehfest mit dem äußeren Laufring verbunden, radial nach innen vorgespannt und so angeordnet ist, dass es den ersten und den zweiten Laufring drehfest miteinander verbindet, wenn sich der äußere Laufring gegenüber dem inneren Laufring in einer zweiten Drehrichtung dreht.
Die vorliegende Erfindung umfasst im Allgemeinen eine Freilaufkupplung, die Folgendes beinhaltet: einen inneren Laufring, einen äußeren Laufring, der so angeordnet ist, dass er drehfest mit einem Drehmomentübertragungselement in einer Kraftfahrzeugeinrichtung verbunden ist und sich unabhängig vom inneren Laufring diesem gegenüber in einer ersten Drehrichtung drehen kann, und mindestens ein Kupplungselement, das radial zwischen dem inneren und dem äußeren Laufring angeordnet, radial nach innen vorgespannt und so angeordnet ist, dass es den ersten und den zweiten Laufring drehfest miteinander verbindet, wenn sich der äußere Laufring gegenüber dem inneren Laufring in einer zweiten Drehrichtung dreht. Eine Ausdehnung einer Kontaktfläche zwischen dem mindestens einen Drehelement und mindestens dem inneren oder dem äußeren Laufring ist größer als eine axiale Ausdehnung der Kontaktfläche.
Die vorliegende Erfindung umfasst im Allgemeinen ferner eine Freilaufkupplung, die Folgendes beinhaltet: einen inneren Laufring, einen äußeren Laufring, wobei einer der beiden Laufringe so angeordnet ist, dass er drehfest mit einem Drehmomentübertragungselement in einer Kraftfahrzeugeinrichtung verbunden ist, mindestens ein Kupplungselement, das radial zwischen dem inneren und dem äußeren Laufring angeordnet ist, und mindestens ein elastisch verformbares Element, welches das mindestens eine Kupplungselement in einer ersten Drehrichtung vorspannt. Das mindestens eine Kupplungselement ist so angeordnet, dass es den ersten und den zweiten Laufring drehfest miteinander verbindet, wenn sich der innere oder der äußere Laufring gegenüber dem äußeren oder dem inneren Laufring in einer zweiten Drehrichtung dreht. Der innere oder der äußere Laufring ist so angeordnet, dass er sich unabhängig vom äußeren oder vom inneren Laufring in einer dritten Drehrichtung dreht, die der zweiten Drehrichtung entgegengesetzt ist. Ein innerer Umfangsrand des mindestens einen Kupplungselements ist so geformt, dass er sich an einen äußeren Umfangsrand des inneren Laufrings anpasst.
Eine allgemeine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Freilaufkupplung mit einer verringerten axialen Länge bereitzustellen.
Eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine modular aufgebaute Freilaufkupplung bereitzustellen.
Diese sowie weitere Aufgaben und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsarten der Erfindung und den beiliegenden Zeichnungen und Ansprüchen klar.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Das Wesen und die Funktionsweise der vorliegenden Erfindung werden nun in der folgenden detaillierten Beschreibung der Erfindung in Verbindung mit den beiliegenden Figuren ausführlicher beschrieben, wobei:
1 eine Darstellung des Kraftflusses in einem Motorfahrzeug in Form eines allgemeinen Blockschaubilds ist, das der Erläuterung der Beziehung und der Funktion eines Drehmomentwandlers in dessen Antriebsstrang dient;
2 eine Querschnittsansicht eines Drehmomentwandlers nach dem Stand der Technik im Einbauzustand an einem Motor eines Motorfahrzeugs ist;
3 eine Ansicht des in 2 gezeigten Drehmomentwandlers von der linken Seite entlang der Linie 3-3 in 2 ist;
4 eine Querschnittsansicht des in den 2 und 3 gezeigten Drehmomentwandlers entlang der Schnittlinie 4-4 in 3 ist;
5 eine erste Ansicht des in 2 gezeigten Drehmomentwandlers in Explosionsdarstellung aus der Sicht eines Betrachters von der linken Seite ist;
6 eine zweite Ansicht des in 2 gezeigten Drehmomentwandlers in Explosionsdarstellung aus der Sicht eines Betrachters von der linken Seite ist;
7A eine perspektivische Ansicht eines Zylinderkoordinatensystem ist, das die in der vorliegenden Erfindung gebrauchten Begriffe verdeutlicht;
7B eine perspektivische Ansicht eines Objekts in dem Zylinderkoordinatensystem von 7A ist, das die in der vorliegenden Erfindung gebrauchten Begriffe verdeutlicht;
8 eine perspektivische Ansicht einer Freilaufkupplung gemäß der vorliegenden Erfindung in einem Verriegelungsmodus ist;
9 eine Draufsicht auf die in 8 gezeigte Kupplung ist;
10 eine Draufsicht auf das in 8 gezeigte Kupplungselement ist;
11 eine Ansicht der Kupplung in 8 in einem Stator in Explosionsdarstellung ist;
12A eine Draufsicht auf eine Kupplung gemäß der vorliegenden Erfindung mit ebenen Segmenten am inneren Laufring in einem Freilaufmodus ist;
12B eine Draufsicht auf eine Kupplung in 12A in einem Verriegelungsmodus ist;
13 eine perspektivische Ansicht einer Freilaufkupplung gemäß der vorliegenden Erfindung ist;
14 eine Ansicht der in 13 gezeigten Kupplung in Explosionsdarstellung ist; und
15 eine Draufsicht auf die in 13 gezeigte Kupplung ist.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Von vornherein sollte klar sein, dass gleiche Bezugsnummern in verschiedenen Zeichnungsansichten identische oder funktionell ähnliche Strukturelemente der Erfindung bezeichnen. Obwohl die vorliegende Erfindung unter Bezug auf die gegenwärtig als bevorzugt angesehenen Aspekte beschrieben wird, sollte klar sein, dass die beanspruchte Erfindung nicht auf die beschriebenen Aspekte beschränkt ist.
Außerdem ist klar, dass diese Erfindung nicht auf die bestimmten beschriebenen Verfahren, Materialien und Modifikationen beschränkt ist und insofern natürlich variieren kann. Ferner ist klar, dass die hier gebrauchten Begriffe nur zur Beschreibung bestimmter Aspekte dienen und nicht als Einschränkung des Geltungsbereichs der vorliegenden Erfindung zu verstehen sind, der nur durch die angehängten Ansprüche eingeschränkt wird.
Sofern nicht anderweitig definiert, haben alle hier gebrauchten technischen und wissenschaftlichen Begriffe dieselbe Bedeutung, wie sie einem Fachmann geläufig ist, an den sich diese Erfindung richtet. Obwohl zum Durchführen oder Testen der Erfindung beliebige Verfahren, Einrichtungen oder Materialien verwendet werden können, die den hier beschriebenen ähnlich oder gleichwertig sind, werden im Folgenden die bevorzugten Verfahren, Einrichtungen und Materialien beschrieben.
7A ist eine perspektivische Ansicht eines zylindrischen Koordinatensystems 80, das die in der vorliegenden Anmeldung verwendeten räumlichen Begriffe darstellt. Die vorliegende Erfindung wird zumindest teilweise in Verbindung mit einem zylindrischen Koordinatensystem beschrieben. Das System 80 weist eine Längsachse 81 auf, die als Bezug für die folgenden Richtungs- und räumlichen Begriffe dient. Die Attribute „axial", „radial" und „Umfangs-" beziehen sich auf eine Ausrichtung parallel zur Achse 81, zum Radius 82 (der senkrecht zur Achse 81 ist) bzw. zum Umfang 83. Die Attribute „axial", „radial" und „Umfangs" beziehen sich auch auf eine Ausrichtung parallel zu entsprechenden Ebenen. Zur Erläuterung der Lage der verschiedenen Ebenen dienen die Objekte 84, 85 und 86. Die Fläche 87 des Objekts 84 bildet eine axiale Ebene. Das heißt, die Achse bildet eine Linie entlang der Fläche. Die Fläche 88 des Objekts 85 bildet eine radiale Ebene. Das heißt, der Radius 82 bildet eine Linie entlang der Fläche. Die Fläche 89 des Objekts 86 bildet eine Umfangsebene. Das heißt, der Umfang 83 bildet eine Linie entlang der Fläche. Gemäß einem weiteren Beispiel verläuft eine axiale Bewegung oder Lage parallel zur Achse 81, eine radiale Bewegung oder Lage verläuft parallel zum Radius 82, und eine Umfangsbewegung oder -lage verläuft parallel zum Umfang 83. Eine Drehung erfolgt um die Achse 81.
Die Attribute „axial", „radial" und „Umfangs" beziehen sich auf eine Ausrichtung parallel zur Achse 81, zum Radius 82 bzw. zum Umfang 83. Die Attribute „axial", „radial" und „Umfangs-" beziehen sich auch auf eine Ausrichtung parallel zu entsprechenden Flächen.
7B ist eine perspektivische Ansicht des Objekts 90 im zylindrischen Koordinatensystem 80 von 7A, welche die in der vorliegenden Anmeldung gebrauchten räumlichen Begriffe darstellt. Das zylindrische Objekt 90 ist repräsentativ für ein zylindrisches Objekt in einem zylindrischen Koordinatensystem und ist keineswegs als Einschränkung der vorliegenden Erfindung zu verstehen. Das Objekt 90 beinhaltet eine axiale Fläche 91, eine radiale Fläche 92 und eine Umfangsfläche 93. Die Fläche 91 ist Teil einer axialen Ebene, die Fläche 92 ist Teil einer radialen Ebene, und die Fläche 93 ist Teil einer Umfangsebene.
8 ist eine perspektivische Ansicht einer Freilaufkupplung 100 gemäß der vorliegenden Erfindung.
9 ist eine Draufsicht auf die Kupplung 100 in 8 in einem Verriegelungsmodus.
10 ist eine Draufsicht auf ein in 8 gezeigtes Kupplungselement. Die folgende Beschreibung ist in Verbindung mit den 8 bis 10 zu sehen. Die Freilaufkupplung 100 beinhaltet einen inneren Laufring 102, einen äußeren Laufring 104 und Kupplungselemente 106. Der äußere Laufring ist so angeordnet, dass er drehfest mit einem (nicht gezeigten) Drehmomentübertragungselement in einer (nicht gezeigten) Kraftfahrzeugeinrichtung verbunden ist und sich in einer Freilaufdrehrichtung unabhängig vom inneren Laufring 102 diesem gegenüber dreht, gemäß der folgenden Erläuterung beispielsweise eine Relativdrehung in Richtung 108 ausführt. Der äußere Laufring ist so angeordnet, dass er drehfest mit dem inneren Laufring verriegelt wird, wenn er sich gegenüber dem inneren Laufring in einer Verriegelungsdrehrichtung dreht, gemäß der folgenden Erläuterung beispielsweise eine Relativdrehung in Richtung 109 ausführt.
Die Elemente 106 sind mit dem äußeren Laufring verbunden und beinhalten mindestens ein Kupplungselement 110, das radial zwischen dem inneren und dem äußeren Laufring angeordnet ist und den inneren und den äußeren Laufring als Reaktion auf eine Drehung in einer Verriegelungsrichtung drehfest miteinander verriegelt. Wie oben erwähnt, verriegeln die Elemente gemäß der folgenden Beschreibung beispielsweise den inneren und den äußeren Laufring in der Verriegelungsrichtung bezüglich der Drehung des äußeren Laufrings gegenüber dem inneren Laufring. Bei der in den Figuren gezeigten Anordnung ist Richtung 108 die Freilaufrichtung und Richtung 109 die Verriegelungsrichtung. Es sollte jedoch klar sein, dass die Kupplung 100 nicht auf diese Anordnung beschränkt ist und gemäß einigen Aspekten beispielsweise die Freilaufrichtung und die Verriegelungsrichtung gegenüber der Darstellung in den Figuren vertauscht sein können.
Die Kupplungselemente sind zumindest teilweise drehfest mit dem äußeren Laufring verbunden. Unter drehfest verbunden oder befestigt ist zu verstehen, dass die Kupplungselemente und der äußere Laufring bezüglich der Drehung fest miteinander verbunden sind, so dass sich die beiden Elemente gemeinsam drehen. Das drehfeste Verbinden zweier Komponenten ist nicht unbedingt gleichbedeutend mit einer Einschränkung der Relativbewegung in anderen Richtungen. Zum Beispiel können zwei drehfest miteinander verbundene Komponenten durch eine Keilnutverbindung eine axiale Bewegung gegeneinander ausführen. Es sollte jedoch klar sein, dass eine drehfeste Verbindung nicht unbedingt bedeutet, dass eine Bewegung in anderen Richtungen möglich sein muss. Zum Beispiel können zwei drehfest miteinander verbundene Komponenten auch axial fest miteinander verbunden sein. Die obige Erläuterung der drehfesten Verbindung kann auch auf die folgenden Erörterungen angewendet werden. Unter teilweise drehfest miteinander verbunden ist zu verstehen, dass gemäß der folgenden Beschreibung zwischen den Kupplungselementen und dem äußeren Laufring in begrenztem Maße eine Drehbewegung möglich ist. Die Kupplungselemente 106 können unter Verwendung eines beliebigen in der Technik bekannten Mittels drehfest mit dem äußeren Laufring verbunden sein. Gemäß einigen Aspekten werden Befestigungselemente 112 zum Verbinden der Kupplungselemente 106 mit dem Laufring 104 verwendet. Als Befestigungselemente 112 können beliebige in der Technik bekannte Befestigungselemente verwendet werden, zum Beispiel, aber nicht ausschließlich, separate oder extrudierte Niete. Ferner beinhalten die Elemente 106 Öffnungen 114, durch welche die Befestigungselemente hindurchragen. Die Befestigungselemente 112 beinhalten ein hervorstehendes Segment oder einen Kopf 116, der radial über die (Öffnungen 114 hinausragt, um den Laufring 104 und die Elemente 106 axial aneinander zu befestigen. Gemäß einigen Aspekten ist die Länge 118 der Öffnungen größer als ein Durchmesser der Befestigungselemente, die wiederum so angeordnet sind, dass die Kupplungselemente gegenüber dem Laufring 104 verrutschen, das heißt teilweise rotieren können, wie im Folgenden erläutert wird.
11 ist eine Ansicht der Kupplung 100 in 8 in einem Stator in Explosionsdarstellung. Die folgende Beschreibung ist in Verbindung mit den 8 bis 11 zu sehen. In 11 ist die Kupplung 100 dargestellt, die mit einem Drehmomentübertragungselement in Form des Stators 120 des Drehmomentwandlers verbunden ist. Es sollte jedoch klar sein, dass eine vorliegende Erfindung nicht auf die Verwendung mit dem Stator eines Drehmomentwandlers beschränkt ist und in Verbindung mit anderen Drehmomentübertragungselementen in Fahrzeugeinrichtungen verwendet werden kann. Der Laufring 102 ist unter Verwendung eines beliebigen in der Technik bekannten Mittels mit einem Drehmomentaufnahmeelement verbunden, zum Beispiel mit einem Zahnkranz 122. Der Laufring 102 ist fest mit der Statorwelle des Stators eines Drehmomentwandlers verbunden, jedoch sollte klar sein, dass der innere Laufring mit einem rotierenden Element verbunden sein kann. Der Laufring 104 ist unter Verwendung eines beliebigen in der Technik bekannten Mittels drehfest mit dem Drehmomentübertragungselement verbunden. Gemäß einigen Aspekten werden zum Verbinden des Laufrings 104 mit dem Drehmomentübertragungselement, zum Beispiel mit dem Stator 120, Befestigungselemente 112 verwendet. Der Stator 120 beinhaltet Schaufelsegmente 124 und 126 und eine Gegenscheibe 128. Die Gegenscheibe 128 sorgt für die axiale Führung der Kupplungselemente in Richtung 130, und der äußere Laufring 104 sorgt für die axiale Führung der Kupplungselemente in Richtung 132. Die Gegenscheibe 128 nimmt auch die axiale Druckkraft von der Schaufel 126 auf den inneren Laufring und auf die Schaufel 124 auf und grenzt den axialen Spielraum für die Elemente 110 ein, verhindert also, dass die Elemente 110 axial anstoßen. Es sollte klar sein, dass eine Freilaufkupplung gemäß der vorliegenden Erfindung nicht auf die Verwendung mit der Anordnung und Gestaltung des Stators 120 beschränkt ist und dass die Verwendung einer Freilaufkupplung gemäß der vorliegenden Erfindung mit anderen Anordnungen und Gestaltungen in Geist und Geltungsbereich der beanspruchten Erfindung enthalten ist.
Die Funktionsweise der Kupplung 100 wird nun ausführlicher erläutert. Im Allgemeinen verändert sich die Lage der Elemente 110 beim Übergang zwischen dem Freilaufmodus und dem Verriegelungsmodus relativ geringfügig. Deshalb werden beide Modi in 9 gezeigt und beschrieben. Mit anderen Worten, die Elemente 110 bewegen sich zwischen dem Freilaufmodus und dem Verriegelungsmodus nur geringfügig. Somit wird auch das Spiel für den Übergang zwischen den beiden Modi auf vorteilhafte Weise verringert.
Das Kupplungselement 106 beinhaltet elastisch verformbare Segmente 134, die jeweils ein radial befestigtes Ende 136 aufweisen. Zum Beispiel ist das Ende 136 am Element 106 befestigt, das wiederum mit dem äußeren Laufring verbunden ist und dadurch das Ende 136 radial fixiert oder verankert. Aus dieser Verankerung heraus üben die Segmente 134 eine Spannung auf die Elemente 110 aus. Das Element 106 beinhaltet auch ein Ende 138, das mit einem entsprechenden Kupplungselement 110 verbunden ist. Gemäß einigen Aspekten sind die Segmente 134 integraler Bestandteil des Elements 106, und gemäß einigen (nicht gezeigten) Aspekten sind die Segmente 134 separat gebildet und mit dem Element 106 verbunden. Da das Element 106 mit einer radialen Fläche des äußeren Laufrings verbunden ist, sind die Enden 138 axial so gebogen, dass die Elemente 110 zwischen den Laufringen angeordnet sind. Die elastisch verformbaren Segmente 134 sind so angeordnet, dass sie die Kupplungselemente radial nach innen drücken, zum Beispiel in Richtung 140 auf die Längsachse 142 zu. Bei einer Drehung in Richtung 108 übersteigt jedoch die Zentrifugalkraft (Kraft in Richtung 143) die durch die Segmente 134 ausgeübte Kraft, und die Elemente 110 heben so weit vom inneren Laufring 102 ab, dass die Reibungskraft zwischen den Elementen 110 und dem Laufring 102 stark genug verringert wird, wie unten beschrieben wird.
Im Allgemeinen sind die inneren Umfangsflächen 144 des äußeren Laufrings, die äußeren Umfangsflächen 146 der Elemente 110, die inneren Umfangsflächen 148 der Elemente 110 und die äußeren Umfangsfläche 150 des inneren Laufrings so geformt, dass sich der Laufring 104 in Freilaufrichtung frei drehen kann und dass der innere und der äußere Laufring in Verriegelungsrichtung verriegelt werden können. Im Allgemeinen sind die entsprechenden sich berührenden Flächen einander ergänzend geformt. Gemäß einigen Aspekten bestehen die Flächen 144 zum Beispiel aus entsprechenden ebenen Segmenten 154, und die Flächen 146 sind ebenfalls eben, das heißt in Umfangsrichtung nicht bogenförmig, und die Flächen 148 und 150 sind gekrümmt.
Die Flächen 144 und 146 sind einander ergänzend geformt, um eine Anordnung von Schrägen zu schaffen. Gemäß einigen Aspekten verjüngen sich die Kupplungselemente 110, insbesondere die Flächen 146, in Drehrichtung 108 entlang dem Umfang, während die Segmente 154 so geformt sind, dass sie sich der Schräge anpassen. Zum Beispiel ist die Breite 156 der Elemente 110 kleiner als die Breite 158, jeweils entlang eines Radius von der Achse 142 gemessen.
Im Verriegelungsmodus liegen die Flächen 144 und 146 und die Flächen 148 und 150 aufgrund der Anordnung der entsprechenden Flächen keilförmig aneinander (der Verriegelungsmodus wird unten beschrieben). Die Öffnungen 114 sind so geformt, dass sie eine geringfügige Drehung, die oben als teilweise Drehung bezeichnet wurde, zwischen dem Laufring 104 und dem Kupplungselement 106 zulassen, um dadurch den Übergang vom Freilaufmodus zum Verriegelungsmodus zu ermöglichen. Speziell beim Übergang in den Freilaufmodus beginnt sich der äußere Laufring 104 von der in 9 gezeigten Position in Richtung 108 zu drehen. Während sich der äußere Laufring in Bewegung setzt, drücken die Segmente 134 die entsprechenden Elemente 110 gegen den inneren Laufring. Die Befestigungselemente 112 befinden sich am Ende 160 der Öffnungen. Der Durchmesser der Befestigungselemente ist kleiner als die Länge 118; deshalb lassen die Öffnungen ausreichend Platz für die Befestigungselemente (am äußeren Laufring 104), damit sie sich in Richtung 108 bewegen können. Durch den Kontakt der Elemente 110 mit dem inneren Laufring wird das Kupplungselement 106 drehfest verbunden, sodass sich der Laufring 104 so weit drehen kann, bis die Befestigungselemente 112 am Ende 162 der Öffnungen 114 anstoßen.
Die Relativdrehung des äußeren Laufrings gegenüber dem Kupplungselement ermöglicht, dass die Segmente 154 (Fläche 144) gegenüber den Flächen 146 verrutschen können. Zum Beispiel bilden entsprechende schräge Flächen 144 und 146 entsprechende Schrägen, die Segmente 154 rutschen über die Schrägen, und zwischen den Segmenten 154 und den Flächen 146 wird ein radialer Zwischenraum gebildet. Wenn die Befestigungselemente 112 das Ende 162 erreichen, sind der äußere Laufring und das Element 106 drehfest miteinander verriegelt. Mit zunehmender Drehzahl des äußeren Laufrings und des Elements 106 heben die Kupplungselemente durch die Zentrifugalkraft vom inneren Laufring in den oben erwähnten radialen Zwischenraum ab. Somit drehen sich der innere Laufring 102 und die Elemente 110, ohne sich zu berühren oder zumindest mit stark verringerter Reibungskraft.
Um vom Freilaufmodus zum Verriegelungsmodus überzugehen, setzt sich der Laufring 104 in Richtung 109 in Bewegung. Da die Rotationsgeschwindigkeit des Laufrings 104 während des Übergangs vom Freilaufmodus in den Verriegelungsmodus auf null zurückgeht, drücken die Segmente 134 die Elemente 110 gegen den inneren Laufring und erzeugen eine Bremskraft an den Elementen 110. Die Bremskräfte bewirken, dass das Kupplungselement 106 mit dem inneren Laufring drehfest verriegelt wird. Da sich jedoch die Befestigungselemente 112 am Ende 162 befinden, kann sich der äußere Laufring 104 in Richtung 109 so weit gegenüber dem Kupplungselement 106 drehen, bis die Befestigungselemente das Ende 160 berühren. Die Relativbewegung des Laufrings 104 gegenüber den Elementen 110 bewirkt, dass die Segmente 154 entlang den Flächen 146 rutschen. Das heißt, die Segmente 154 rutschen so lange über die durch die Flächen 144 und 146 gebildeten Schrägen, bis die Laufringe 102 und 104 durch die Keilwirkung der Elemente 110 zwischen den Laufringen drehfest miteinander verriegelt sind. Im Verriegelungsmodus befindet sich der Teil der Elemente 110, der den inneren Laufring berührt, das heißt die Fläche 148, in einem gleichmäßigen radialen Abstand 164 von der Achse 142. Somit dreht sich der Laufring 104 bei Übergängen zwischen dem Verriegelungsmodus und dem Freilaufmodus gegenüber dem Kupplungselement 106 um eine vorgegebene Umfangsstrecke (vom Ende 160 bis zum Ende 162), die von der Länge 118 und dem Durchmesser der Befestigungselemente 112 abhängt.
Zumindest ein Teil der durch die Flächen 148 gebildeten entsprechenden Flächen, die im Folgenden als Kontaktflächen bezeichnet werden, berühren im Verriegelungsmodus die Fläche 150. Bei der folgenden Erörterung wird davon ausgegangen, dass die entsprechenden Flächen 148 die Fläche 150 vollständig berühren. Es sollte jedoch klar sein, dass gemäß einigen (nicht gezeigten) Aspekten die Flächen 148 die Fläche 150 nicht vollständig berühren. Gemäß einigen Aspekten ist eine Ausdehnung der Kontaktfläche entlang dem Umfang größer als eine axiale Ausdehnung der Kontaktfläche. Zum Beispiel ist die Länge oder die Ausdehnung des Umfangsrandes 166 größer als die Breite oder die Ausdehnung des axialen Randes 168. Desgleichen bildet ein Teil der entsprechenden Flächen 146 eine Kontaktfläche mit der Fläche 144, und die Erörterung bezüglich der Kontaktfläche mit den Flächen 148 kann allgemein auf die Fläche 146 angewendet werden. Gemäß einigen Aspekten ist beispielsweise eine Ausdehnung der Kontaktflächen für die Flächen 146 entlang dem Umfang größer als eine axiale Ausdehnung der Kontaktflächen. Zum Beispiel ist die Länge oder die Ausdehnung des Umfangsrandes 169 größer als die Ausdehnung des axialen Randes 168. Da die Anordnung der Elemente 110 die Ausdehnung der Kontaktflächen mit dem inneren und dem äußeren Laufring entlang dem Umfang vergrößert, wird somit die axiale Ausdehnung der Elemente 110 verringert und gleichzeitig das erforderliche Lastaufnahmevermögen der Elemente 110 beibehalten. Somit wird die axiale Ausdehnung der Kupplung 100 auf vorteilhafte Weise verringert.
Gemäß einigen Aspekten ist ein radialer Querschnitt der entsprechenden Kupplungselemente 110, zum Beispiel gemäß der Darstellung in den Figuren, asymmetrisch bezüglich eines durch einen Mittelpunkt oder eine Mitte des Umfangsrandes entsprechender den äußeren Laufring berührender Elemente 110 verlaufenden Radius. Zum Beispiel sind entsprechende Elemente 110 in einer radialen Ebene oder einem radialen Querschnitt bezüglich des durch den Mittelpunkt oder die Mitte 172 der Ränder 169 verlaufenden Radius asymmetrisch. Mit anderen Worten, die Elemente 110 sind keine axial ausgerichteten Zylinder und bilden keinen kreisrunden radialen Querschnitt.
Gemäß einigen Aspekten werden die Komponenten der Kupplung 100 durch Stanzen gebildet. Zum Beispiel können der äußere Laufring 104 und/oder die Elemente 106 durch Stanzen gebildet werden.
Die Kupplung 100 ist mit zwei Kupplungselementen 106 dargestellt, jedoch sollte klar sein, dass die Kupplung 100 nicht auf eine bestimmte Anzahl von Kupplungselementen beschränkt ist. Zum Beispiel kann die Kupplung 100 ein einziges oder mehr als zwei Kupplungselemente aufweisen. Die Anzahl der Kupplungselemente kann in Abhängigkeit von der gewünschten Drehmomentkapazität der Kraftfahrzeugeinheit, in welcher die Kupplung eingesetzt wird, und von Fertigungserwägungen gewählt werden, zum Beispiel der Wahl einer optimalen Dicke des Kupplungselements für einen bestimmten Fertigungsprozess. Gemäß einigen Aspekten werden die Kupplungselemente zum Beispiel durch Stanzen gebildet, und die Dicke der Kupplungselemente kann so gewählt werden, dass sie an die eingesetzte Stanzanlage angepasst ist. Die Gestaltung der Kupplung 100 und der Kupplungselemente 106 trägt zum modularen Aufbau der Kupplung 100 bei. Zum Beispiel können ausgehend von einer „Basiskonfiguration" des inneren und des äußeren Laufrings je nach gewünschter Drehmomentkapazität unterschiedlich viele Kupplungselemente verwendet werden. Wenn die Kupplung im Stator eines Drehmomentwandlers eingesetzt wird, kann die Anzahl der in der Kupplung verwendeten Kupplungselemente entsprechend der Leistung des Motors des Fahrzeugs erhöht werden, in welchem der Drehmomentwandler eingesetzt wird, und umgekehrt. Das heißt, dieselbe Basisausführung der Kupplung kann für einen großen Bereich von unterschiedlich großen Fahrzeugmotoren eingesetzt werden.
12A ist eine Draufsicht auf eine Kupplung 200 gemäß der vorliegenden Erfindung mit ebenen Flächen der Kupplungselemente in einem Freilaufmodus.
12B ist eine Draufsicht auf die Kupplung 200 in 12A in einem Verriegelungsmodus. Die folgende Beschreibung ist in Verbindung mit den 8 bis 12B zu sehen. Die Kupplung 200 ist bis auf die Anordnung des inneren Laufrings 202 im Wesentlichen identisch mit der Kupplung 100. Deshalb kann die Erörterung bezüglich der Kupplung 100 in den Beschreibungen der 8 bis 11 auf die Kupplung 200 angewendet werden, sofern nicht ausdrücklich anderes vermerkt wird. Im Besonderen beinhaltet die äußere Umfangsfläche 204 des Laufrings 202 ebene Abschnitte, 206, die mit den Elementen 110 gekoppelt werden. Das heißt, hier ist der äußere Umfang in einem radialen Querschnitt nicht kreisförmig wie bei der Fläche 150 des Laufrings 102, sondern die Fläche 204 bildet in einem radialen Querschnitt ein Vieleck. 12A zeigt, dass die Anordnung der Abschnitte 206 einen größeren Abstand von Teilen der Elemente 110 vom inneren Laufring bewirkt.
13 ist eine perspektivische Ansicht einer Freilaufkupplung 300 gemäß der vorliegenden Erfindung.
14 ist eine Ansicht der Kupplung 300 in 13 in Explosionsdarstellung.
15 ist eine Draufsicht auf die in 13 gezeigte Kupplung 300. Die folgende Beschreibung ist in Verbindung mit den 13 bis 15 zu sehen. Die Kupplung 300 beinhaltet einen inneren Laufring 302, einen äußeren Laufring 304, Kupplungselemente 306 und elastisch verformbare Elemente 307. Die Elemente 306 und 307 sind radial zwischen den Laufringen angeordnet. Der innere oder der äußere Laufring ist so angeordnet, dass er drehfest mit einem (nicht gezeigten) Drehmomentübertragungselement in einer (nicht gezeigten) Kraftfahrzeugeinheit verbunden ist und sich in einer Freilauf-Drehrichtung unabhängig vom äußeren oder vom innere Laufring diesem gegenüber drehen kann. Die Kupplungselemente sind so angeordnet, dass sie den inneren und den äußeren Laufring als Reaktion auf eine Drehung in einer Verriegelungs-Drehrichtung, die der Freilauf-Drehrichtung entgegengesetzt ist, drehfest miteinander verriegeln. Insbesondere sind die Kupplungselemente so angeordnet, dass sie den inneren oder den äußeren Laufring als Reaktion auf eine Drehung des inneren oder äußeren Laufrings gegenüber dem äußeren oder dem inneren mit dem Drehmomentübertragungselement verbundenen Laufring in der Verriegelungs-Drehrichtung verriegeln. Elastisch verformbare Elemente 307 sind so angeordnet, dass sie die Kupplungselemente in einer Drehrichtung vorspannen oder andrücken.
In der folgenden Beschreibung wird davon ausgegangen, dass der innere Laufring 302 drehfest angebracht und der äußere Laufring 304 mit dem Drehmomentübertragungselement verbunden ist. Es sollte jedoch klar sein, dass die Kupplung 300 nicht auf diese Anordnung beschränkt ist. Ferner zeigt bei der in den Figuren gezeigten Anordnung die Freilaufrichtung in Richtung 308 und die Verriegelungsrichtung in Richtung 310. Bei dieser Anordnung spannen die Elemente 307 die verformbaren Elemente 306 in der Freilaufrichtung vor. Es sollte jedoch klar sein, dass die Kupplung 300 nicht auf diese Anordnung beschränkt ist. Gemäß einigen Aspekten ist der innere Laufring 302 zum Beispiel mit dem Drehmomentübertragungselement verbunden und der äußere Laufring 304 fest angebracht. Dann zeigen die Freilaufrichtung und die Verriegelungsrichtung in die Richtungen 310 bzw. 308, und die verformbaren Elemente 307 spannen die Elemente 306 in der Verriegelungsrichtung vor. Somit ist die Richtung zum Vorspannen der Elemente 307 in Freilaufrichtung oder in Verriegelungsrichtung zumindest teilweise dadurch festgelegt, welcher der Laufringe mit dem Drehmomentübertragungselement verbunden ist.
Der Laufring 304 kann unter Verwendung eines beliebigen in der Technik bekannten Mittels mit dem Drehmomentübertragungselement verbunden sein. Gemäß einigen Aspekten wird ein Zahnkranz 311 verwendet. Der Laufring 302 kann unter Verwendung eines beliebigen in der Technik bekannten Mittels, zum Beispiel mit einem Zahnkranz 312, drehfest angebracht sein.
Die Funktionsweise der Kupplung 300 wird nun ausführlicher erläutert. Im Allgemeinen verändern die Elemente 306 ihre Position beim Wechsel zwischen dem Freilaufmodus und dem Verriegelungsmodus nur relativ wenig, und zum Verständnis der vorliegenden Erfindung ist eine visuelle Darstellung dieser Änderung nicht erforderlich. Deshalb werden zur Darstellung und Beschreibung der beiden Modi die 13 und 15 verwendet. Mit anderen Worten, die Elemente 306 bewegen sich nur geringfügig zwischen dem Freilaufmodus und dem Verriegelungsmodus. Somit ist das Spiel bei einem Wechsel zwischen den beiden Modi auf vorteilhafte Weise verringert.
Im Allgemeinen sind die Segmente 313 der inneren Umfangsfläche 314 des äußeren Laufrings, die äußeren Umfangsflächen 316 der Elemente 306, die innere Umfangsfläche 318 der Elemente 306 und die äußere Umfangsfläche 320 des inneren Laufrings so geformt, dass sich der Laufring 304 in der Freilaufrichtung frei drehen kann und der innere und der äußere Laufring in der Verriegelungsrichtung miteinander verriegelt werden können. Im Allgemeinen sind die einander berührenden Flächen einander ergänzend geformt. Gemäß einigen Aspekten sind zum Beispiel die Segmente 313 und die Flächen 316 eben, das heißt in einer Umfangsrichtung nicht bogenförmig, und die Flächen 318 und 320 sind gekrümmt.
Die Flächen 313 und 316 sind einander ergänzend so geformt, dass sie entsprechende Anordnungen von Schrägen bilden. Gemäß einigen Aspekten verjüngen sich die Elemente 306, insbesondere die Flächen 316, in der Drehrichtung 308 entlang dem Umfang, und die Segmente sind so geformt, dass sie sich an die Schräge anpassen. Zum Beispiel ist die Breite 322 der Elemente 306 kleiner als die Breite 324, die jeweils auf einem Radius von der Längsachse 326 gemessen sind.
Im Verriegelungsmodus dreht sich der Laufring 304 in Richtung 310, und die Flächen 313 und 316 und die Flächen 318 und 320 bewegen sich aufgrund der Anordnung der entsprechenden Flächen aufeinander zu. Um in den Freilaufmodus zu wechseln, wechselt der Laufring 304 in Richtung 308. Die schräge Anordnung der Flächen 313 und 316 führt zu einem geringeren Reibungswiderstand als zwischen den Flächen 318 und 320. Daher rutschen die Flächen 313 entlang den Flächen 316, und der Laufring 304 bewegt sich gegenüber dem Laufring 302 in Richtung 308. Die Bewegung des Laufrings 304 führt zu einem ausreichend großen radialen Abstand zwischen den Elementen 306 und den Laufringen, sodass sich der Laufring 304 (im Freilauf) in Richtung 308 drehen kann. Durch die Vergrößerung des radialen Abstands wird die Reibungskraft zwischen den Elementen 306 und dem inneren Laufring verringert, sodass sich die Elemente 306 zusammen mit dem äußeren Laufring drehen können. Mit zunehmender Drehzahl des äußeren Laufrings heben die Elemente 306 infolge der Zentrifugalkraft ab und verringern die Bremskraft zwischen den Elementen 306 und dem inneren Laufring.
Um vom Freilaufmodus in den Verriegelungsmodus überzugehen, beginnt sich der Laufring 304 in Richtung 310 zu drehen. Die Elemente 307 bremsen die Relativbewegung der Elemente 306 in Richtung 310 ab, sodass die Flächen 313 über die Flächen 316 rutschen und die Elemente 306 radial nach innen gegen den inneren Laufring 302 gedrückt werden. Dadurch verkeilen sich die Elemente 306 zwischen den Laufringen, und die Laufringe werden drehfest miteinander verriegelt und im vorliegenden Fall drehfest befestigt.
Zumindest ein Teil der durch entsprechende Flächen 318 gebildeten Flächen, die im Folgenden als Kontaktflächen bezeichnet werden, liegen im Verriegelungsmodus an der Fläche 320 an. Bei der folgenden Erörterung wird davon ausgegangen, dass die Flächen 318 vollständig an der Fläche 320 anliegen. Es sollte jedoch klar sein, das die Flächen 318 gemäß einigen (nicht gezeigten) Aspekten nicht vollständig an der Fläche 320 anliegen. Gemäß einigen Aspekten ist eine Ausdehnung der Kontaktfläche entlang dem Umfang größer als eine axiale Ausdehnung der Kontaktfläche. Zum Beispiel ist die Länge oder die Ausdehnung der Umfangsränder 326 größer als die Breite oder die Ausdehnung der axialen Ränder 328. Desgleichen bildet ein Teil entsprechender Flächen 316 eine Kontaktfläche mit den Flächen 313, und die Erörterung bezüglich der Kontaktfläche der Flächen 318 kann allgemein auf die Flächen 316 angewendet werden. Gemäß einigen Aspekten ist zum Beispiel eine Ausdehnung der Kontaktflächen der Flächen 316 entlang dem Umfang größer als eine axiale Ausdehnung der Kontaktflächen. Zum Beispiel ist die Länge oder die Ausdehnung des Umfangsrandes 330 größer als die Ausdehnung des axialen Randes 328. Da die Elemente 306 so angeordnet sind, dass die Ausdehnung der Kontaktfläche mit dem inneren und dem äußeren Laufring zunimmt, verringert sich somit die Ausdehnung der Elemente 306 bei unverändertem Lastaufnahmevermögen der Elemente 306. Somit wird die axiale Ausdehnung der Kupplung 300 auf vorteilhafte Weise verringert.
Gemäß einigen Aspekten ist ein radialer Querschnitt entsprechender Kupplungselemente 306, wie zum Beispiel in den Figuren gezeigt, asymmetrisch bezüglich eines Radius durch einen Mittelpunkt oder eine Mitte des Umfangsrandes entsprechender Elemente 306, die am äußeren Laufring anliegen. Zum Beispiel sind die Elemente 306 in einer radialen Ebene oder einem radialen Querschnitt bezüglich des Radius 332 durch den Mittelpunkt oder die Mitte 334 des Randes 330 asymmetrisch. Mit anderen Worten, die Elemente 306 sind keine axial ausgerichteten Zylinder und weisen keinen kreisrunden radialen Querschnitt auf.
Die Kupplungselemente 306 sind so angeordnet, dass sie sich nur in einer Umfangsrichtung oder in einer radialen Richtung bezüglich einer Längsachse 326 verschieben. Zum Beispiel sind die Kupplungselemente 306 so angeordnet, dass sie sich nur in Richtung 308 oder 310 bzw. parallel zu einem Radius wie dem Radius 322 verschieben. Die Kupplungselemente 306 weisen entsprechende Längsachsen 340 auf, die parallel zur Achse 326 liegen. Somit drehen sich die Elemente 326 nicht um die Achsen 340. Gemäß einigen Aspekten kann eine Effektivbewegung der Elemente 306 parallel zur Achse 326 erfolgen.
Die folgende Beschreibung ist in Verbindung mit den 8 bis 15 zu sehen. Bei den Beschreibungen zu den obigen Figuren ist der innere oder der äußere Laufring fest angebracht, während sich der jeweils andere Laufring drehen kann. Es sollte jedoch klar sein, dass sich bei einer Freilaufkupplung gemäß der vorliegenden Erfindung sowohl der innere als auch der äußere Laufring drehen können. Bei einer Kupplung mit zwei sich drehenden Laufringen bezieht sich die Funktion im Freilaufmodus und im Verriegelungsmodus auf die Relativbewegung der beiden Laufringe. Wenn sich zum Beispiel gemäß 8 die Laufringe 102 und 104 beide drehen können und sich der Laufring 102 in Richtung 108 dreht, arbeitet die Kupplung 100 im Freilaufmodus, wenn sich der Laufring 104 schneller in Richtung 108 dreht als der Laufring 102.
Gemäß einigen Aspekten werden die Komponenten der Kupplungen 100, 200 oder 300 durch Stanzen gebildet. Gemäß einigen Aspekten sind zum Beispiel der äußere Laufring 104 und/oder die Elemente 106 der Kupplung 100 durch Stanzen gebildet.
Obwohl eine Freilaufkupplung gemäß der vorliegenden Erfindung beschrieben wurde, die in Verbindung mit dem Stator eines Drehmomentwandlers verwendet wird, sollte klar sein, dass eine Freilaufkupplung gemäß der vorliegenden Erfindung nicht auf die Verwendung mit dem Stator eines Drehmomentwandlers beschränkt ist und dass eine Freilaufkupplung gemäß der vorliegenden Erfindung in Verbindung mit anderen Kraftfahrzeugeinheiten wie beispielsweise Getrieben und Kraftübertragungseinheiten verwendet werden kann.
Somit ist zu erkennen, dass die Aufgaben der vorliegenden Erfindung wirksam gelöst werden, obwohl sich der Fachmann Modifikationen und Änderungen der Erfindung vorstellen kann, die in Geist und Geltungsbereich der beanspruchten Erfindung enthalten sind. Ferner ist klar, dass die obige Beschreibung nur zur Veranschaulichung der vorliegenden Erfindung dient und nicht als Einschränkung zu verstehen ist. Deshalb sind andere Ausführungsarten der vorliegenden Erfindung möglich, ohne von Geist und Geltungsbereich der vorliegenden Erfindung abzuweichen.

Claims

Freilaufkupplung, die Folgendes umfasst: einen inneren Laufring; einen äußeren Laufring, der so angeordnet ist, dass er drehfest mit einem Drehmomentübertragungselement in einer Kraftfahrzeugeinrichtung verbunden ist und sich in einer ersten Drehrichtung unabhängig vom inneren Laufring diesem gegenüber dreht; ein Kupplungselement, das mit dem äußeren Laufring verbunden ist und mindestens ein radial zwischen dem inneren und dem äußeren Laufring angeordnetes Kupplungselement beinhaltet, wobei das mindestens eine Kupplungselement radial nach innen vorgespannt und so angeordnet ist, dass es den ersten und den zweiten Laufring als Reaktion auf eine Drehung in einer zweiten Drehrichtung drehfest miteinander verriegelt.
Freilaufkupplung nach Anspruch 1, bei der sich das mindestens eine Kupplungselement in der ersten Drehrichtung entlang dem Umfang verjüngt.
Freilaufkupplung nach Anspruch 1, bei der mindestens ein Kupplungselement einen äußeren Umfangsrand umfasst, der im Verriegelungsmodus den äußeren Laufring berührt und bei der ein radialer Querschnitt des mindestens einen Kupplungselements bezüglich eines durch einen Mittelpunkt des äußeren Umfangsrandes verlaufenden Radius asymmetrisch ist.
Freilaufkupplung nach Anspruch 1, bei der eine erste Fläche des mindestens einen Kupplungselements so angeordnet ist, dass sie den inneren Laufring berührt, um den inneren und den äußeren Laufring drehfest miteinander zu verriegeln, und bei der eine Ausdehnung der ersten Fläche entlang dem Umfang größer als eine axiale Ausdehnung der ersten Fläche ist.
Freilaufkupplung nach Anspruch 1, bei der eine zweite Fläche des mindestens einen Kupplungselements so angeordnet ist, dass sie den äußeren Laufring berührt, um den inneren und den äußeren Laufring drehfest miteinander zu verriegeln, und bei der eine Ausdehnung der zweiten Fläche entlang dem Unfang größer als eine axiale Ausdehnung der zweiten Fläche ist.
Freilaufkupplung nach Anspruch 1, bei der das Kupplungselement ferner mindestens ein elastisch verformbares Segment mit mindestens einem ersten Ende, das radial befestigt ist, und einem zweiten Ende, das mit dem mindestens einen Kupplungselement verbunden ist, umfasst, wobei das mindestens eine elastisch verformbare Segment so angeordnet ist, dass es das mindestens eine Kupplungselement radial nach innen drückt.
Freilaufkupplung nach Anspruch 1, bei der der äußere Laufring so angeordnet ist, dass er sich gegenüber dem Kupplungselement um eine vorgegebene Umfangsstrecke dreht.
Freilaufkupplung nach Anspruch 7, bei der der äußere Laufring so angeordnet ist, dass er sich in der ersten Richtung um eine vorgegebene Umfangsstrecke dreht, um die Andruckkraft zwischen dem mindestens einen Kupplungselement und dem inneren sowie äußeren Laufring zu verringern.
Freilaufkupplung nach Anspruch 8, bei der das Kupplungselement ferner mindestens eine Öffnung umfasst und die Kupplung ferner mindestens ein Befestigungselement umfasst, das mit dem äußeren Laufring verbunden ist und durch die mindestens eine Öffnung ragt.
Freilaufkupplung nach Anspruch 1, bei der das mindestens eine Kupplungselement radial nach innen vorgespannt ist, um die durch die Drehung in der zweiten Richtung bedingte Zentrifugalkraft zu kompensieren.
Freilaufkupplung nach Anspruch 1, bei der das mindestens eine Kupplungselement radial nach innen vorgespannt ist, um den inneren Laufring zu berühren und so eine Bremskraft für das Verriegeln in der zweiten Richtung bereitzustellen.
Freilaufkupplung nach Anspruch 1, bei der die äußere Umfangsfläche des inneren Laufrings ferner eine Vielzahl ebener Segmente umfasst.
Freilaufkupplung nach Anspruch 12, bei der die äußere Umfangsfläche des inneren Laufrings ein Vieleck für einen radialen Querschnitt des inneren Laufrings bildet.
Freilaufkupplung, die Folgendes umfasst: einen inneren Laufring; einen äußeren Laufring, wobei der eine der beiden Laufringe so angeordnet ist, dass er drehfest mit einem Drehmomentübertragungselement in einer Kraftfahrzeugeinrichtung verbunden ist; mindestens ein Kupplungselement, das radial zwischen dem inneren und dem äußeren Laufring angeordnet ist und einen äußeren Umfangsrand aufweist, der in einem Verriegelungsmodus den äußern Laufring berührt; mindestens ein elastisch verformbares Element, welches das mindestens eine Kupplungselement in einer ersten Drehrichtung vorspannt, wobei das mindestens eine Kupplungselement so angeordnet ist, dass es im Verriegelungsmodus den ersten und den zweiten Laufring als Reaktion auf eine Drehung des inneren oder äußeren Laufrings gegenüber dem äußeren oder inneren Laufring in einer zweiten Drehrichtung drehfest miteinander verriegelt, wobei der innere oder der äußere Laufring so angeordnet ist, dass er sich unabhängig vom äußeren oder inneren Laufring diesem gegenüber in einer dritten Richtung dreht, die der zweiten Drehrichtung entgegengesetzt ist, und wobei ein radialer Querschnitt des mindestens einen Kupplungselements bezüglich eines durch einen Mittelpunkt des äußeren Umfangsrandes mindestens eines Kupplungselements verlaufenden Radius asymmetrisch ist.
Freilaufkupplung nach Anspruch 13, bei der sich das mindestens eine Kupplungselement entlang dem Umfang verjüngt.
Freilaufkupplung nach Anspruch 13, bei der eine erste Fläche des mindestens einen Kupplungselements so angeordnet ist, dass sie den inneren Laufring berührt, um den inneren und den äußeren Laufring drehfest miteinander zu verriegeln, und bei der eine Ausdehnung der ersten Fläche entlang dem Umfang größer als eine axiale Ausdehnung der ersten Fläche ist.
Freilaufkupplung nach Anspruch 13, bei der eine zweite Fläche des mindestens einen Kupplungselements so angeordnet ist, dass sie den äußeren Laufring berührt, um den inneren und den äußeren Laufring drehfest miteinander zu verriegeln, und bei der eine Ausdehnung der zweiten Fläche entlang dem Unfang größer als eine axiale Ausdehnung der zweiten Fläche ist.
Freilaufkupplung nach Anspruch 13, bei der der innere Laufring so angeordnet ist, dass er drehfest mit dem Drehmomentübertragungselement verbunden ist und bei der die erste und die zweite Richtung identisch sind.
Freilaufkupplung nach Anspruch 13, bei der der äußere Laufring so angeordnet ist, dass er drehfest mit dem Drehmomentübertragungselement verbunden ist und bei der die erste und die dritte Richtung identisch sind.
Freilaufkupplung, die Folgendes umfasst: einen inneren Laufring; einen äußeren Laufring, der so angeordnet ist, dass er drehfest mit einem Drehmomentübertragungselement in einer Kraftfahrzeugeinrichtung verbunden ist und sich in einer ersten Drehrichtung unabhängig vom inneren Laufring diesem gegenüber dreht; und mindestens ein Kupplungselement, das radial zwischen dem inneren und dem äußeren Laufring angeordnet ist, drehfest mit dem äußeren Laufring verbunden ist, radial nach innen vorgespannt und so angeordnet ist, dass es den ersten und den zweiten Laufring als Reaktion auf eine Drehung des äußeren Laufrings in einer zweiten Drehrichtung drehfest miteinander verriegelt.
Freilaufkupplung, die Folgendes umfasst: einen inneren Laufring; einen äußeren Laufring, der so angeordnet ist, dass er drehfest mit einem Drehmomentübertragungselement in einer Kraftfahrzeugeinrichtung verbunden ist und sich in einer ersten Drehrichtung unabhängig vom inneren Laufring diesem gegenüber dreht; und mindestens ein Kupplungselement, das radial zwischen dem inneren und dem äußeren Laufring angeordnet ist, radial nach innen vorgespannt und so angeordnet ist, dass es den ersten und den zweiten Laufring als Reaktion auf eine Drehung des äußeren Laufrings gegenüber dem zweiten Laufring in einer zweiten Drehrichtung drehfest miteinander verriegelt, wobei eine Ausdehnung der Kontaktfläche entlang dem Umfang zwischen dem mindestens eine Drehelement und mindestens einem der beiden Laufringe größer als eine axiale Ausdehnung der Kontaktfläche ist.
Freilaufkupplung, die Folgendes umfasst: einen inneren Laufring; einen äußeren Laufring, wobei einer der beiden Laufringe so angeordnet ist, dass er drehfest mit einem Drehmomentübertragungselement in einer Kraftfahrzeugeinrichtung verbunden ist; mindestens ein Kupplungselement, das radial zwischen dem inneren und dem äußeren Laufring angeordnet ist; und mindestens ein elastisch verformbares Element, welches das mindestens eine Kupplungselement in eine erste Drehrichtung drückt, wobei das mindestens eine Kupplungselement so angeordnet ist, dass es den ersten und den zweiten Laufring als Reaktion auf eine Drehung des inneren oder äußeren Laufrings gegenüber dem äußeren oder inneren Laufring in einer zweiten Drehrichtung drehfest miteinander verriegelt, wobei der innere oder der äußere Laufring so angeordnet ist, dass er sich unabhängig vom äußeren oder inneren Laufring diesem gegenüber in einer dritten Richtung dreht, die der zweiten Drehrichtung entgegengesetzt ist, und wobei ein innerer Umfangsrand des mindestens einen Kupplungselements so geformt ist, dass er sich an einen äußeren Umfangsrand des inneren Laufrings anpasst.
Freilaufkupplung nach Anspruch 21, bei der das mindestens eine Kupplungselement so angeordnet ist, dass es sich parallel zu der Längsachse verschiebt.