DE102007055146A1

DE102007055146A1 - Einkomponentenfreilauf

Info

Publication number: DE102007055146A1
Application number: DE102007055146A
Authority: DE
Inventors: Michael Wooster Davis
Original assignee: LuK Lamellen und Kupplungsbau Beteiligungs KG; LuK Lamellen und Kupplungsbau GmbH
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2006-12-21
Filing date: 2007-11-19
Publication date: 2008-06-26
Also published as: US20080149447A1; JP2008157449A; US8033371B2

Abstract

Es wird ein Freilauf beschrieben, der einen um eine Achse des Freilaufs herum angeordneten Laufring und eine Keilplatte mit einer Vielzahl von Fingerelementen beinhaltet, die zum Laufring hin ragen und diesen berühren. Die Keilplatte bzw. der Laufring sind so angeordnet, dass sie/er drehfest mit einem Drehmomentübertragungselement in einer Kraftfahrzeugbaugruppe verbunden ist und sich bei Drehung in einer ersten Drehrichtung frei gegenüber dem jeweils anderen Element, dem Laufring bzw. der Keilplatte, dreht. Die Vielzahl der Finger ist so angeordnet, dass sie bei einer relativen Drehung der Keilplatte bzw. des Laufrings in einer der ersten Drehrichtung entgegengesetzten zweiten Drehrichtung in den Laufring eingreift, um die Keilplatte und den Laufring drehfest miteinander zu verriegeln.

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Die Erfindung betrifft Verbesserungen an einer Vorrichtung zur Kraftübertragung. Die Kraft kann zwischen einer rotatorischen Antriebseinheit (zum Beispiel dem Motor einer Motorfahrzeugs) und einer rotatorisch angetriebenen Einheit (zum Beispiel dem Automatikgetriebe in dem Motorfahrzeug) oder innerhalb einer rotatorischen Antriebseinheit (zum Beispiel im Getriebe eines Motorfahrzeugs) übertragen werden. Insbesondere betrifft die Erfindung einen Freilauf mit Keilen, deren Umfangsabmessung größer als deren axiale Abmessung ist, und einen Radialfreilauf mit einem axialen Abstandselement.
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 Einrücken der Getriebekupplungen und der Wandlerkupplung 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 von einem Fahrer gewünscht wird. Ähnlich wie bei einer Getriebeuntersetzung unterstützt der Drehmomentwandler das Motordrehmoment durch ein Drehmomentverhältnis. Das Drehmomentverhältnis ist gleich dem Verhältnis von Abtriebsdrehmoment zu Antriebsdrehmoment. Das Drehmomentverhältnis ist am höchsten, wenn die Drehzahl 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 Abtriebsdrehmoment des Drehmomentwandlers 1,8- bis 2,2-mal so groß ist wie das Antriebsdrehmoment. Die Antriebsdrehzahl hingegen ist wesentlich niedriger als die Antriebsdrehzahl, da die Turbine mit der Abtriebsseite verbunden ist und sich nicht dreht, während die Antriebsseite 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 Zahnkranzverbindung auf die Antriebswelle 43 des Getriebes. Die Antriebswelle 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 Abtriebsdrehmoment 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 Drehzahlverhältnissen kleiner als 1 hat der Drehmomentwandler einen Wirkungsgrad von weniger als 100%. 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 Drehmomentverhältnisses 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 Antriebsseite mit der Abtriebsseite des Drehmomentwandlers eine Wandlerkupplung 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 Wandlerkupplung 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 Wandlerkupplung 49 umfasst im Allgemeinen vier Komponenten: ein Kolbenblech 17, Seitenbleche 12 und 16, Federn 15 und einen Flansch 13. Die Seitenbleche 12 und 16 übertragen das Drehmoment vom Kolbenblech 17 auf die Druckfedern 15. Am Seitenblech 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 Seitenbleche 12 und 16 übertragen. Die Seitenbleche 12 und 16 lassen das Drehmoment durch den Kontakt mit einer Kante einer Aussparung für die Feder auf die Druckfedern 15 einwirken. Die beiden Seitenbleche 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 des Seitenblechs 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 Torsion 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 einem der Seitenbleche 16, um den Flansch 13 gegen das andere Seitenblech 12 zu drücken. Durch die Steuerung der auf die Membranfeder 14 ausgeübten Kraft kann auch die Größe des Reibungsdrehmoments gesteuert werden. Typische Hysteresewerte liegen im Bereich von 10 bis 30 Nm.
Die Verwendung von Rollenkupplungen, zum Beispiel der Kupplung 46, führt aufgrund des geringen Kontakts zwischen den Rollen in der Kupplung und den die Rollen seitlich halternden Komponenten zu starken Spannungen. Deshalb muss die axiale Ausdehnung einer Rollenkupplung vergrößert werden, was den axialen Raum auf unerwünschte Weise vergrößert, der für eine die Rollenkupplung aufnehmende Komponente, zum Beispiel den Stator 39, benötigt wird. In der US-Patentschrift Nr. 7 040 469 (Shirataki et al.) wird das Problem der auf die Halterungen für Rollenkupplungen einwirkenden Spannungen behandelt, aber nicht das Problem der Verringerung der axialen Ausdehnung der Rollen. Freilaufkupplungen werden aus ähnlichen Gründen ebenfalls durch eine solche unerwünschte Vergrößerung der axialen Abmessung beeinträchtigt. In der US-Patentschrift Nr. 6 953 112 (Miura) werden die Probleme der Asymmetrie eines Rahmens für einen Freilauf, nicht aber das Problem der Verringerung der axialen Ausdehnung der Kupplung behandelt. Somit führen Rollen- und Freilaufkupplungen zur Erhöhung der Kosten, des Gewichts und der Komplexität des Stators 39 und folglich des Drehmomentwandlers 10. Es sollte klar sein, dass die obige Erörterung von Freilaufkupplungen auch auf andere Anwendungen als auf Drehmomentwandler angewendet werden kann.
Manche radialen Freiläufe verwenden eine oder mehrere radial angeordnete Platten. Schubkräfte an einem Gehäuse, in welchem sich der Freilauf befindet, bewirken leider, dass die Platten axial zusammengedrückt werden, wodurch die Funktion der Kupplung beeinträchtigt wird. Bekannt ist, zum Aufnehmen der Schubkräfte die Größe und die Festigkeit der Platten zu erhöhen, jedoch nehmen bei diesem Ansatz die Abmessungen, das Gewicht und die Kosten des Freilaufs auf unerwünschte Weise zu.
Somit besteht seit langem ein Bedarf an einem Freilauf, bei dem die Spannungskräfte besser verteilt werden, der eine verringerte axiale Abmessung und ein Mittel aufweist, welches das axiale Zusammendrücken verhindert.
KURZZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung umfasst im Allgemeinen einen Freilauf, der einen um eine Achse des Freilaufs angeordneten Laufring und eine Keilplatte mit einer Vielzahl von Fingerelementen beinhaltet, die zum Laufring hin ragen und diesen berühren. Die Keilplatte oder der Laufring stellt eine drehfeste Verbindung mit einem Drehmomentübertragungselement im einer Kraftfahrzeugbaugruppe her und dreht sich in einer ersten Drehrichtung frei gegenüber dem jeweils anderen Element, dem Laufring oder der Keilplatte. Die Vielzahl der Finger ist so angeordnet, dass sie in den Laufring eingreifen, um die Keilplatte bzw. den Laufring bei der Drehung in einer der ersten Drehrichtung entgegengesetzten zweiten Drehrichtung drehfest mit dem jeweils anderen Element, dem Laufring bzw. der Keilplatte, zu verriegeln.
Der Laufring beinhaltet eine Umfangsfläche, die der Keilplatte radial gegenüber liegt, und die Vielzahl der Finger ist so angeordnet, dass sie bei einer Drehung der Keilplatte bzw. des Laufrings in der ersten Richtung über die Umfangsfläche gleiten. Die Vielzahl der Finger ist so angeordnet, dass sie bei einer Drehung der Keilplatte oder des Laufrings in der zweiten Richtung eine radiale Kraft auf die Umfangsfläche ausüben und der Drehung der Keilplatte oder des Laufrings entgegenwirken. Die Vielzahl der Finger ist in der zweiten Richtung vorgespannt.
Der Laufring beinhaltet eine Umfangsfläche, die der Keilplatte radial gegenüber liegt, und jeder aus der Vielzahl der Finger beinhaltet eine Umfangsfläche mit einer Form, die sich der Umfangsfläche des Laufrings anpasst. Gemäß einigen Aspekten beinhaltet die Umfangsfläche des Laufrings eine zylindrische Fläche mit einem ersten Radius in Bezug auf die Achse, und die Umfangsfläche jedes Fingers beinhaltet einen Abschnitt einer zylindrischen Fläche mit einem zweiten Radius in Bezug auf die Achse, der im Wesentlichen gleich dem ersten Radius ist. Gemäß einigen Aspekten beinhaltet der Freilauf ein axial durch die Keilplatte ragendes Abstandselement, das axial einen mechanischen Pfad von einem axialen Ende bis zum anderen axialen Ende des Freilaufs bereitstellt.
Im Allgemeinen umfasst die vorliegende Erfindung auch einen Freilauf, der einen um eine Achse des Freilaufs angeordneten Laufring und eine Keilplatte mit einer Vielzahl von Fingerelementen beinhaltet. Der Laufring beinhaltet eine Umfangsfläche, die der Keilplatte radial gegenüber liegt, die Fingerelemente erstrecken sich radial zum Laufring, die Keilplatte oder der Laufring ist für eine drehfeste Verbindung mit einem Drehmomentübertragungselement in einer Kraftfahrzeugbaugruppe angeordnet, und jedes Fingerelement beinhaltet ein freies Ende mit einer Umfangskante, die passend zur Umfangsfläche geformt ist.
Gemäß einigen Aspekten weist die äußere Kante einen ungleichmäßigen radialen Abstand von einer Längsachse der Keilplatte auf, wenn die Keilplatte vom Laufring getrennt ist. Die Umfangsabmessung mindestens eines der in Kontakt mit dem Laufring befindlichen Finger aus der Vielzahl der Finger ist größer als eine axiale Abmessung des in Kontakt mit dem Laufring befindlichen Fingers. Die Keilplatte bzw. der Laufring ist so angeordnet, dass sie/er sich in einer ersten Drehrichtung frei gegenüber dem anderen Element, dem Laufring bzw. der Keilplatte, dreht, die Vielzahl der Finger ist so angeordnet, dass sie in den Laufring eingreifen und die Keilplatte und den Laufring bei einer Drehung in einer der ersten Drehrichtung entgegengesetzten zweiten relativen Drehrichtung drehfest miteinander verbinden.
Gemäß einigen Aspekten beinhaltet die Umfangsfläche eine zylindrische Fläche mit einem ersten Radius in Bezug auf die Achse, und die Umfangskante beinhaltet einen Kreisabschnitt mit einem zweiten Radius in Bezug auf die Achse, der im Wesentlichen gleich dem ersten Radius ist. Gemäß einigen Aspekten beinhaltet der Freilaufein ein axial durch die Keilplatte ragendes Abstandselement, das axial einen mechanischen Pfad von einem axialen Ende bis zum anderen axialen Ende des Freilaufs bereitstellt.
Ferner umfasst die vorliegende Erfindung im Allgemeinen einen Freilauf für einen Stator in einem Drehmomentwandler, der eine drehfest mit einer Statorwelle des Stators verbundene Nabe und eine Keilplatte beinhaltet, die eine Vielzahl von Fingerelementen beinhaltet, welche radial nach innen zur Nabe hin ragen. Die Keilplatte ist so angeordnet, dass sie drehfest mit einer Schaufelbaugruppe des Stators verbunden ist, jedes der Fingerelemente beinhaltet ein freies Ende mit einer Umfangskante, die passend zu einer Umfangsfläche der Nabe geformt ist, und die Umfangskante liegt formschlüssig an der Umfangsfläche des Laufrings an.
Die vorliegende Erfindung umfasst im Allgemeinen Folgendes: einen Freilauf, der einen um eine Achse des Freilaufs angeordneten Laufring beinhaltet; ein radial um die Achse angeordnetes Kupplungselement; und ein axial durch das Kupplungselement ragendes Abstandselement. Die Keilplatte oder der Laufring ist so angeordnet, dass sie/er eine drehfeste Verbindung mit einem Drehmomentübertragungselement in einer Kraftfahrzeugbaugruppe herstellt und sich in einer ersten Drehrichtung frei gegenüber dem jeweils anderen Element, dem Laufring bzw. der Keilplatte, dreht. Die Keilplatte ist so angeordnet, dass sie radial in den Laufring eingreift, um bei einer Drehung der Keilplatte bzw. des Laufrings in einer der ersten Drehrichtung entgegengesetzten zweiten Drehrichtung gegenüber dem jeweils anderen Element, dem Laufring bzw. der Keilplatte, die Keilplatte und den Laufring drehfest miteinander zu verbinden. Eine Umfangsabmessung der in Kontakt mit dem Laufring befindlichen Keilplatte ist größer als eine axiale Abmessung der in Kontakt mit dem Laufring befindlichen Keilplatte, und das Abstandselement stellt axial zwischen einem ersten und einem zweiten axialen Ende des Freilaufs einen mechanischen Pfad bereit.
Gemäß einigen Aspekten ist das Abstandselement so angeordnet, dass es zwischen den axialen Enden eine Schubkraft überträgt. Gemäß einigen Aspekten beinhaltet das Abstandselement eine radial um die Achse angeordnete Platte, die mindestens einen axial verschobenen Finger aufweist, wobei der mindestens eine axial verschobene Finger mindestens einen Teil des mechanischen Pfades beinhaltet. Gemäß einigen Aspekten beinhaltet der Laufring eine Umfangsfläche, die dem Kupplungselement radial gegenüber liegt, das Kupplungselement beinhaltet eine Vielzahl von Fingerelementen, die zum Laufring hin ragen, jedes Fingerelement beinhaltet ein freies Ende mit einer Umfangskante, die passend zur Umfangsfläche geformt ist, und die Umfangskante liegt formschlüssig an der Umfangsfläche des Laufrings an.
Eine allgemeine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen Freilauf mit einer verringerten axialen Abmessung bereitzustellen.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen Freilauf mit einem Mittel bereitzustellen, welches das axiale Zusammendrücken verhindert.
Diese sowie weitere Aufgaben und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsarten der Erfindung und aus den beiliegenden Zeichnungen und Ansprüchen klar.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Das Wesen und die Funktionsweise der vorliegenden Erfindung werden nun in der folgenden detaillierten Beschreibung in Verbindung mit den beiliegenden Figuren ausführlich dargelegt, wobei:
1 ein allgemeines Blockschaubild zur Veranschaulichung des Kraftflusses in einem Motorfahrzeug ist, das der Erläuterung der Beziehung und Funktion eines Drehmomentwandlers in dessen Antriebsstrang dient;
2 ist eine Querschnittsansicht eines Drehmomentwandler nach dem Stand der Technik in Einbaulage am Motor eines Motorfahrzeugs;
3 ist eine Ansicht des Drehmomentwandlers in 2 entlang der Linie 3-3 in 2 von der linken Seite;
4 ist eine Querschnittsansicht des in den 2 und 3 gezeigten Drehmomentwandlers entlang der Linie 4-4 in 3;
5 ist eine Ansicht des in 2 gezeigten Drehmomentwandlers in Explosionsdarstellung aus der Sicht eines Betrachters von der linken Seite;
6 ist eine zweite Ansicht des in 2 gezeigten Drehmomentwandlers in Explosionsdarstellung aus der Sicht eines Betrachters von der rechten Seite;
7A ist eine perspektivische Ansicht eines Zylinderkoordinatensysteme, das die in der vorliegenden Anmeldung gebrauchten räumlichen Begriffe verdeutlicht;
7B ist eine perspektivische Ansicht eines Objekts im Zylinderkoordinatensystem von 7A, das die in der vorliegenden Anmeldung gebrauchten räumlichen Begriffe verdeutlicht;
8 ist eine perspektivische Vorderansicht eines Freilaufs gemäß der vorliegenden Erfindung in Explosionsdarstellung;
9 ist eine Rückansicht einer Keilplatte und eines inneren Laufrings, die in 8 gezeigt sind;
10 ist ein Detail des Bereichs 10 in 9, der das freie Ende in zwei Positionen zeigt;
11 ist eine Querschnittsansicht entlang der Schnittlinie 11-11 in 8; und
12 ist ein Detail des Bereichs 12 in 11.
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 Zylinderkoordinatensystems 80, das die in der vorliegenden Anmeldung verwendeten räumlichen Begriffe darstellt. Die vorliegende Erfindung wird zumindest teilweise in Verbindung mit einem Zylinderkoordinatensystem 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 Verdeutlichung 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 81 bildet entlang der Fläche eine Linie. Die Fläche 88 des Objekts 85 bildet eine radiale Ebene. Das heißt, der Radius 82 bildet entlang der Fläche eine Linie. Die Fläche 89 des Objekts 86 bildet eine Umfangsfläche. Das heißt, der Umfang 83 bildet entlang der Fläche eine Linie. Ein weiteres Beispiel zeigt, dass eine axiale Bewegung oder Lage parallel zur Achse 81 verläuft, eine radiale Bewegung oder Lage parallel zum Radius 82 verläuft und eine Umfangsbewegung oder Lage auf dem Umfang parallel zum Umfang 83 verläuft. Eine Drehung erfolgt in Bezug auf 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 Ebenen.
7B ist eine perspektivische Ansicht eines Objekts 90 im Zylinderkoordinatensystem 80 von 7A, welches die in der vorliegenden Anmeldung gebrauchten räumlichen Begriffe darstellt. Das zylindrische Objekt 90 ist repräsentativ für ein zylindrisches Objekt in einem Zylinderkoordinatensystem und 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 Umfangsfläche.
8 ist eine perspektivische Vorderansicht eines Freilaufs 100 gemäß der vorliegenden Erfindung in Explosionsdarstellung.
9 ist eine Rückansicht der Keilplatte 102 und des Laufrings 106, die in 8 gezeigt sind.
10 ist ein Detail des Bereichs 10 in 9, welches das freie Ende 126 in zwei Positionen zeigt. Die folgende Beschreibung ist in Verbindung mit den 8 bis 10 zu sehen. Der Freilauf 100 beinhaltet mindestens eine Keilplatte 102, deren Umfang zumindest teilweise um die Achse 104 des Freilaufs herum angeordnet ist, und einen Laufring 106, dessen Umfang ebenfalls zumindest teilweise um die Achse herum angeordnet ist. Die Keilplatte 102 bzw. der Laufring 106 ist durch ein beliebiges in der Technik bekanntes Mittel drehfest mit einem (nicht gezeigten) Drehmomentübertragungsmittel in einer (nicht gezeigten) Kraftfahrzeugbaugruppe verbunden. Unter drehfest verbunden oder befestigt ist zu verstehen, dass die Keilplatte und der Laufring derart miteinander verbunden sind, dass sich die entsprechenden Komponenten gemeinsam drehen, d. h., dass die Komponenten sind in Bezug auf die Drehung fest miteinander verbunden. Die drehfeste Verbindung von zwei Komponenten schränkt ihre Relativbewegung in anderen Richtungen nicht unbedingt ein. Zum Beispiel können zwei drehfest miteinander verbundene Komponenten über eine Zahnkranzverbindung auch eine axiale Bewegung in Bezug zueinander ausführen. Es sollte jedoch klar sein, dass eine drehfeste Verbindung nicht unbedingt das Vorliegen einer Bewegung in anderen Richtungen bedeutet. Zum Beispiel können zwei drehfest miteinander verbundene Komponenten auch axial aneinander befestigt sein. Die obige Erläuterung der drehfesten Verbindung kann auch auf die folgenden Erörterungen angewendet werden.
Gemäß einigen Aspekten ist die Keilplatte 102 so angeordnet, dass sie mit dem Drehmomentübertragungselement verbunden ist. Zum Beispiel ist der Umfang 108 der Keilplatte 102 mit dem Drehmomentübertragungselement verbunden. Gemäß einigen Aspekten handelt es sich bei dem Drehmomentübertragungselement um eine Schaufelbaugruppe für einen Stator in einem Drehmomentwandler, zum Beispiel um die Baugruppe 109, und die Keilplatte 102 ist insbesondere mit ihrem Umfang 108 so angeordnet, dass sie durch ein beliebiges in der Technik bekanntes Mittel, zum Beispiel durch Befestigungselemente 110 und Öffnungen 112 und 114 mit der Schaufelbaugruppe verbunden ist. Es können beliebige in der Technik bekannte Befestigungsmittel, zum Beispiel Niete, verwendet werden. Ferner handelt es sich beim Laufring 106 um eine Nabe, die drehfest mit einer (nicht gezeigten) feststehenden Statorwelle verbunden ist. Es sollte jedoch klar sein, dass ein Freilauf gemäß der vorliegenden Erfindung nicht auf die Verwendung mit dem Stator eines Drehmomentwandlers beschränkt ist und mit anderen Drehmomentübertragungselementen in anderen Kraftfahrzeugbaugruppen verwendet werden kann.
Wenn nicht anders erwähnt, sind im Rahmen der folgenden Erörterung und zur Veranschaulichung die Keilplatten 102 mit der Drehmomentübertragungseinheit verbunden. Es sollte jedoch klar sein, dass anstelle der Keilplatten 102 der Laufring 106 mit der Drehmomentübertragungseinheit verbunden sein kann und dass die folgende Erörterung allgemein auf die Aspekte angewendet werden kann, bei denen der Laufring 106 mit dem Drehmomentübertragungselement verbunden ist.
Jede Keilplatte beinhaltet eine Vielzahl von Fingerelementen oder Fingern 116, die zum Laufring 106 hin ragen und diesen berühren. In 8 ragen die Finger radial nach innen.
Die Keilplatten 102 sind so angeordnet, dass sie sich in Drehrichtung 120 frei gegenüber dem Laufring 106 drehen. Das heißt, die Keilplatten drehen sich bei einer relativen Drehung in Richtung 120 im Freilauf. Diese Relativbewegung kann sich auf einen sich drehenden Laufring oder einen drehfest verbundenen Laufring beziehen.
Die Finger 116 sind so angeordnet, dass sie bei einer relativen Drehung der Keilplatten in einer der Richtung 120 entgegengesetzten Richtung 122 in den Laufring 106, insbesondere in dessen Umfangsfläche 124, eingreifen, um die Keilplatten 102 und den Laufring 106 in der unten beschriebenen Weise drehfest miteinander zu verriegeln bzw. zu verbinden. Bei der in den Figuren gezeigten Anordnung stellt die Richtung 120 die Freilaufrichtung und die Richtung 122 die Verriegelungsrichtung dar. Es sollte jedoch klar sein, dass der Freilauf 100 nicht auf die Anordnung beschränkt ist, zum Beispiel können bei einigen Aspekten die Freilauf- und die Verriegelungsrichtung gegenüber den in den Figuren gezeigten Richtungen vertauscht sein.
Die Fläche 124 liegt den Keilplatten radial gegenüber, und die Finger sind so angeordnet, dass sie bei einer Drehung der Keilplatten in Richtung 122 eine radiale Kraft auf die Fläche 124 ausüben, um dem Laufring 106 in der unten beschriebenen Weise entgegenzuwirken. Gemäß einigen Aspekten handelt es sich bei der Fläche 124 um eine zylindrische Fläche. Im Allgemeinen sind die Keilplatten und die Finger entsprechend dem maximal vom Drehmomentübertragungselement zu erwartenden Drehmoment gestaltet, sodass die Finger nicht nur der Drehung der Keilplatten entgegenwirken, sondern die Drehung der Keilplatten in Richtung des Verriegelungsmodus, zum Beispiel in Richtung 122, anhalten. Die Finger gleiten über den Laufring 106 und die Fläche 124, damit die Keilplatten in Richtung 120 eine relative Drehung ausführen können. Das heißt, die Finger gleiten über die Fläche, ohne in die Fläche einzurasten.
Es sollte klar sein, dass der Freilauf 100 nicht auf einen drehfest angebrachten Laufring 106 und drehbare Keilplatten beschränkt ist. Gemäß einigen Aspekten ist der Laufring 106 so angeordnet, dass er mit einem Drehmomentübertragungselement verbunden ist und die Keilplatten fest angebracht sind. Gemäß einigen Aspekten können sich sowohl die Keilplatten als auch der Laufring drehen, und die Drehung zwischen den Drehmomentaufnahmekomponenten, bei denen es sich um die Keilplatte oder um die Laufringe handeln kann, und den anderen Komponenten stellt eine relative Drehung dar. Um zum Beispiel den Verriegelungsmodus einzuleiten, drehen sich die mit dem Drehmomentübertragungselement verbundenen Komponenten in Verriegelungsrichtung schneller als die anderen Komponenten.
Im Folgenden wird die Funktionsweise des Freilaufs 100 ausführlicher erläutert. Im Allgemeinen ändert sich die Position der Finger 116 beim Wechsel zwischen dem Freilauf- und dem Verriegelungsmodus nur geringfügig. Mit anderen Worten, die Finger 116 bewegen sich beim Wechsel zwischen dem Freilauf- und dem Verriegelungsmodus nur wenig. Somit wird das Spiel beim Wechsel zwischen den Betriebsmodi vorteilhaft verringert.
Die Finger 116 beinhalten entsprechende freie Enden 126 mit Umfangskanten 128. Die Kante 128 berührt die Fläche 124. Die Kante 128 ist passend zur Fläche 124 geformt. Darunter ist zu verstehen, dass die Kante 128 das Gegenstück oder das Spiegelbild zur Fläche 124 darstellt. Es sollte klar sein, dass die Fläche 124 Unregelmäßigkeiten oder Ungleichmäßigkeiten in einer allgemein glatten oder durchgehenden Fläche 124 aufweisen kann und dass die Kante 128 im Allgemeinen mit dem durchgehenden Abschnitt der Fläche 124 zusammenpasst. Mit anderen Worten, die Kante 128 liegt formschlüssig an der Fläche 124 an. Das heißt, zumindest Teile der Kante 128 befinden sich in direktem Kontakt mit der Fläche 124. Gemäß einigen Aspekten stellt die Fläche 124 eine Zylinderfläche mit einem Radius 130 dar, und die Kante 128 stellt einen Kreisabschnitt mit einem Radius 131 dar, der im Wesentlichen gleich dem Radius 130 ist. Das heißt, die Radien liegen so dicht beieinander, dass sie einen Kontakt zwischen der Fläche und der Kante herstellen. Der Radius 131 kann sich auf die Achse 104 oder auf eine Drehachse der Keilplatten beziehen, die kollinear zur Achse 104 ist, wenn die Keilplatte 102 in den Freilauf 100 eingebaut ist. Gemäß einigen Aspekten ist die Kante 128 Teil der Umfangsfläche 132 des freien Endes, die Fläche 132 stellt das Spiegelbild der Fläche 124 dar, und die Flächen 124 und 132 stellen entsprechende Zylinderflächen mit im Wesentlichen demselben Radius dar. Im Rahmen der folgenden Erörterung wird davon ausgegangen, dass die Flächen 124 und 132 zylindrisch sind, jedoch ist klar, dass in Geist und Geltungsbereich der beanspruchten Erfindung andere Formen der Flächen enthalten sind.
Damit die Finger 116 in Richtung 120 gleiten und in Richtung 122 verriegelt werden, sind sie in Richtung 122 vorgespannt. Das heißt, wenn die Finger vom Laufring 106 getrennt werden, zum Beispiel, wenn der Laufring 106 abgenommen wird, bewegen sich die Finger zumindest teilweise in Richtung 122 und nehmen eine Ruhestellung ein. Mit anderen Worten, wenn die Finger am Laufring 106 anliegen, werden sie in Richtung 120 gedrückt und üben einen Druck auf den Laufring aus, der zumindest teilweise in Richtung 122 wirkt. Zur Veranschaulichung dieser Tatsache ist in 10 die ungefähre Stellung des Endes 126, wenn es vom Laufring 106 getrennt ist, durch eine gestrichelte Linie dargestellt. Es sollte klar sein, dass die durch gestrichelte Linien gezeigte Positionsänderung nur zur Veranschaulichung dient und dass andere Auslenkungen des Endes 126 zwischen einer anliegenden und einer getrennten Position möglich sind. Das heißt, in Geist und Geltungsbereich der beanspruchten Erfindung sind andere relative Positionen enthalten.
Gemäß einigen Aspekten ist die Kante 128 gegenüber dem vom Radius 131 beschriebenen Kreis verschoben, wenn das freie Ende 126 von der Fläche 124 getrennt ist. Mit anderen Worten, die freie Kante 128 befindet sich in einem ungleichmäßigen radialen Abstand von der Längsachse der Keilplatte, wenn die Keilplatte vom Laufring 106 getrennt ist. Das heißt, die Vorspannung der Finger 116 bewirkt, dass sich das Ende 126 von der in 10 mit durchgezogenen Linien gezeigten Position, die durch den Radius 131 definiert ist, zu der mit gestrichelten Linien gezeigten Position bewegt. In der gestrichelt dargestellten Position ändert sich der radiale Abstand zwischen der Kante 128 bzw. der Fläche 132 und der Achse der Keilplatte über den Umfangsabschnitt 134 der Kante bzw. der Fläche hinweg. Im Allgemeinen sind beim Freilauf 100 die Kanten 128 in entsprechenden radialen Ebenen auf die Achse 104 ausgerichtet. Ferner wird bei dem oben erwähnten ungleichmäßigen radialen Abstand davon ausgegangen, dass sich die Kanten 128 in einer radialen Ebene in Bezug auf die Längs- bzw. Drehachse der Keilplatte 102 befinden. Gemäß einigen Aspekten kann die Vorspannung der Finger dadurch erzeugt werden, dass zum Bilden der allgemeinen Form der Finger ein Stück aus einem Werkstoff gestanzt wird, die Finger in eine versetzte oder vorgespannte Position gebogen, die freien Enden der Finger zu bogenförmigen Flächen 132 gestanzt und dann die Finger entspannt werden.
Durch die oben erwähnte Vorspannung werden die Flächen 132 in Richtung 120 gedrückt, wenn die Finger an der Fläche 124 anliegen und somit die Flächen 132 über die Fläche 124 gleiten, wenn sich die Keilplatten in Richtung 120 drehen. Das heißt, die Gleitbewegung stellt für die Flächen einen Weg des geringsten Widerstands dar. Wenn sich die Keilplatten jedoch in Richtung 122 drehen, bewirkt die Vorspannung der Finger 116, dass die Fläche 124 der Bewegung der Flächen 132 entgegenwirkt. Das heißt, durch das Ineinandergreifen der Flächen 132 und 124 in Richtung 122 und den Widerstand der Fläche 124 wird eine radiale Kraft 136 erzeugt, welche die Flächen 132 gegen die Fläche 124 drückt. Mit anderen Worten, die Finger „fressen sich" an der Fläche 124 „fest" und behindern die weitere Drehung der Keilplatte 102. Je mehr Energie auf die Drehung der Keilplatten in Richtung 122 einwirkt, desto stärker im Allgemeinen die Kraft 136 zu, und die Finger 116 und der Laufring 106 werden stärker miteinander verriegelt.
Die obige Erörterung kann unter Umkehrung der Drehrichtungen auch auf die Aspekte, bei denen der Laufring 106 mit der Drehmomentübertragungseinheit verbunden ist, angewendet werden. Genauer gesagt, wenn sich der Laufring bei der gezeigten Anordnung in Bezug auf die Keilplatten in Richtung 122 dreht, dreht sich der Laufring im Freilauf, und wenn sich der Laufring in Richtung 120 dreht, werden der Laufring und die Keilplatten miteinander verriegelt.
Gemäß einigen (nicht gezeigten) Aspekten ist die radiale Anordnung der Keilplatten und des Laufrings umgekehrt. Das heißt, der Laufring ist radial außerhalb der Keilplatten angeordnet, und die Finger ragen radial nach außen in Richtung eines Außenumfangs der Keilplatten, um in eine nach innen zeigende Umfangsfläche am Laufring einzugreifen. Im Allgemeinen kann die Erörterung der Keilplatten und des Laufrings in der Beschreibung der 8 bis 10 bei entsprechender Änderung der Drehrichtungen auf die obige Anordnung angewendet werden. Zum Beispiel können bei dieser Anordnung entweder die Keilplatten oder der Laufring mit dem Drehmomentübertragungselement verbunden werden. In 8 ist die Kante 128 konkav in Bezug auf das Ende 126. Bei einer umgekehrten radialen Anordnung (wenn die Finger radial nach außen ragen) sind die freien Enden der Finger konvex in Bezug auf den Rumpf des Fingers.
Gemäß einigen (nicht gezeigten) Aspekten ist die Anordnung des freien Endes 126 umgekehrt. Das heißt, die freien Enden ragen von den Fingern 116 entlang dem Umfang nicht, wie in 8, in Richtung 122, sondern in Richtung 120. In diesem Fall sind die Freilauf- und die Verriegelungsrichtung miteinander vertauscht.
11 ist eine Querschnittsansicht entlang der Schnittlinie 11-11 in 8.
12 zeigt ein Detail des Bereichs 12 in 11. Die folgende Beschreibung ist in Verbindung mit den 8 bis 12 zu sehen. Von Vorteil ist, wenn bei einer drehfesten Verriegelung zwischen den Keilplatten und dem Laufring die Umfangsabmessung 134 der Fläche 132 der in Kontakt mit der Fläche 124 des Laufrings 106 befindlichen Finger größer als die axiale Abmessung 138 der in Kontakt mit dem Laufring 106 befindlichen Fläche 132 ist. Mit anderen Worten, die Umfangsabmessung der in Kontakt mit dem Laufring befindlichen Finger ist größer als die axiale Abmessung der in Kontakt mit dem Laufring befindlichen Finger. Da die Anordnung der Keilplatten 102 die in Kontakt mit den Laufringen befindliche Umfangsabmessung erhöht, wird somit bei gleichzeitiger Beibehaltung der erforderlichen Lastaufnahmekapazität der Elemente 102 die axiale Abmessung der Keilplatten 102 verringert. Dadurch wird die axiale Abmessung des Freilaufs 100 auf vorteilhafte Weise verringert.
Gemäß einigen Aspekten beinhaltet ein Freilauf gemäß der vorliegenden Erfindung ein Abstandselement. Im Allgemeinen beinhaltet ein solcher Freilauf einen um eine Achse des Freilaufs angeordneten Laufring und ein radial um die Achse angeordnetes Kupplungselement. Das Kupplungselement bzw. der Laufring ist so angeordnet, dass er mit einem Drehmomentübertragungselement in einer Kraftfahrzeugbaugruppe verbunden ist. Das Kupplungselement dient zur radialen Verriegelung mit dem Laufring. Das Abstandselement ragt axial durch die Keilplatte, um axial zwischen den axialen Enden des Freilaufs einen mechanischen oder stabilen Pfad zu bilden. Unter einem mechanischen Pfad ist ein durchgehender Pfad auf einem stabilen Werkstoff zu verstehen. Gemäß einigen Aspekten ist das Abstandselement so angeordnet, dass es eine Schubkraft zwischen den axialen Enden überträgt.
Gemäß einigen Aspekten stellt zum Beispiel der Freilauf 100 den Freilauf, die Keilplatte 102 das Kupplungselement, der Laufring 106 den Laufring dar, und die Platte 140 beinhaltet mindestens einen axialen Finger bzw. ein Abstandselement 142. Der axiale Finger 142 ragt axial durch die Keilplatte, zum Beispiel durch Öffnungen 144. Im Allgemeinen ist die Platte 140 radial um die Achse 104 herum angeordnet. Die axialen Finger stellen einen stabilen axialen Pfad 146 vom axialen Ende 148 des Freilaufs 100 bis zum anderen Ende 150 des Freilaufs her. Das heißt, die Finger bilden zumindest einen Teil des oben erwähnten stabilen oder mechanischen axialen Pfades. Gemäß einigen Aspekten sind die Finger 142 so angeordnet, dass sie eine Schubkraft zwischen den axialen Enden 148 und 150 übertragen. Zum Beispiel stellen die Platten 109A und 109B in Verbindung mit den Fingern einen durchgehenden mechanischen Pfad für auf den Freilauf einwirkende Schubkräfte her.
Gemäß einigen Aspekten handelt es sich bei dem Freilauf 100 um einen Statorfreilauf für einen Drehmomentwandler, Schubkräfte von radial auf die Finger 142 ausgerichteten (nicht gezeigten) Lagern wirken auf die Platten 109A und 109B ein und werden entlang dem Pfad 146 über die Platte 140 und die Finger 142 übertragen.
Die entlang dem Pfad 146 wirkenden Schubkräfte umgehen die Keilplatten 102, verhindern, dass diese axial zusammengedrückt werden und ermöglichen so, dass sich die Keilplatten ordnungsgemäß drehen können. Das heißt, es wird verhindert, dass die Schubkräfte auf die Keilplatten einwirken. Gemäß einigen Aspekten wird die Platte 140 durch Stanzen gebildet, und die Finger 142 werden aus der Platte herausgestanzt, sodass in der Platte 140 beispielsweise Öffnungen 152 gebildet werden, wenn die entsprechenden Finger 142 herausgestanzt werden.
Der Freilauf 100 ist mit fünf Keilplatten 102 dargestellt, jedoch sollte klar sein, dass der Freilauf 100 nicht auf eine bestimmte Anzahl von Keilplatten beschränkt ist. Zum Beispiel kann der Freilauf 100 nur eine einzige oder mehr als fünf Keilplatten aufweisen. Von Vorteil ist, dass die Anzahl der im Freilauf 100 verwendeten Keilplatten entsprechend dem vom Drehmomentübertragungselement erwarteten Drehmoment geändert werden kann. Zum Beispiel wird die Drehmomentkapazität des Freilaufs 100 durch die eine größere Anzahl von Platten vergrößert und umgekehrt. Somit kann die Anzahl der Keilplatten entsprechend der gewünschten Drehmomentkapazität des Kraftfahrzeugs, in welchem der Freilauf verwendet wird, oder entsprechend technologischen Überlegungen festgelegt werden, zum Beispiel, um für einen bestimmten Fertigungsprozess eine optimale Dicke des Kupplungselements zu wählen. Beispielsweise werden die Kupplungselemente gemäß einigen Aspekten durch Stanzen gebildet, und die Dicke der Kupplungselemente kann so festgelegt werden, dass sie auf der eingesetzten Stanzanlage verarbeitet werden kann. Insbesondere wenn der Freilauf in einem Wandlerstator verwendet wird, kann die Anzahl der im Freilauf verwendeten Kupplungselemente erhöht werden, wenn die Leistung des Motors des Fahrzeugs erhöht wird, in welchem der Drehmomentwandler untergebracht ist, und umgekehrt.
Gemäß einigen Aspekten werden der innere und der äußere Laufring, die Keilplatten oder die Abstandsplatte durch Stanzen gebildet.
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

Freilauf, der Folgendes umfasst: einen um eine Achse des Freilaufs herum angeordneten Laufring; und eine Keilplatte mit einer Vielzahl von Fingerelementen, die zum Laufring ragen und diesen berühren, wobei die Keilplatte bzw. der Laufring so angeordnet ist, dass sie/er mit einem Drehmomentübertragungselement in einer Kraftfahrzeugbaugruppe verbunden ist und sich bei der Drehung in einer ersten Drehrichtung frei gegenüber dem jeweils anderen Element, dem Laufring bzw. der Keilplatte, dreht, wobei die Vielzahl der Finger so angeordnet ist, dass sie in einer der ersten Drehrichtung entgegengesetzten zweiten Drehrichtung in den Laufring eingreifen und die Keilplatte bzw. den Laufring mit dem jeweils anderen Element, dem Laufring bzw. der Keilplatte, drehfest verriegeln.
Freilauf nach Anspruch 1, bei dem bei mindestens einem aus der Vielzahl von Fingern eine Umfangsabmessung eines in Kontakt mit dem Laufring befindlichen Teils größer als eine axiale Abmessung dieses Teils ist.
Freilauf nach Anspruch 1, bei dem der Laufring ferner eine Umfangsfläche umfasst, die der Keilplatte radial gegenüber liegt, und die Vielzahl der Finger so angeordnet ist, dass sie bei der Drehung der Keilplatte bzw. des Laufrings in der ersten Richtung über die Umfangsfläche gleiten.
Freilauf nach Anspruch 1, bei dem der Laufring ferner eine Umfangsfläche umfasst, die der Keilplatte radial gegenüber liegt, und die Vielzahl der Finger so angeordnet ist, dass sie bei einer Drehung der Keilplatte bzw. des Laufrings in der zweiten Richtung eine radiale Kraft auf die Umfangsfläche ausüben, um der Drehung der Keilplatte bzw. des Laufrings entgegenzuwirken.
Freilauf nach Anspruch 1, bei dem der Laufring eine Umfangsfläche umfasst, die der Keilplatte radial gegenüber liegt, und jeder aus der Vielzahl der Finger eine Umfangsfläche umfasst, die formschlüssig mit der Umfangsfläche des Laufrings geformt ist.
Freilauf nach Anspruch 1, der ferner ein axial durch die Keilplatte ragendes Abstandselement umfasst, das einen stabilen axialen Pfad von einem axialen Ende des Freilaufs bis zu einem anderen axialen Ende des Freilaufs herstellt.
Freilauf nach Anspruch 1, bei dem der Laufring oder die Keilplatte so angeordnet ist, dass er/sie mit dem Drehmomentübertragungselement verbunden ist.
Freilauf, der Folgendes umfasst: einen um eine Achse des Freilaufs angeordneten Laufring; und eine Keilplatte mit einer Vielzahl von Fingerelementen, wobei der Laufring eine der Keilplatte radial gegenüber liegende Umfangsfläche umfasst, wobei die Fingerelemente radial zum Laufring hin ragen, wobei die Keilplatte bzw. der Laufring so angeordnet ist, dass sie/er drehfest mit einem Drehmomentübertragungselement in einer Kraftfahrzeugbaugruppe verbunden ist, und wobei jedes Fingerelement ein freies Ende mit einer Umfangskante beinhaltet, die passend zur Umfangsfläche geformt ist.
Freilauf nach Anspruch 8, bei dem die Umfangskante formschlüssig an der Umfangsfläche des Laufrings anliegt.
Freilauf nach Anspruch 8, bei dem sich die freie Kante in einem ungleichmäßigen radialen Abstand von einer Längsachse der Keilplatte befindet, wenn die Keilplatte vom zweiten Laufring getrennt wird.
Freilauf nach Anspruch 8, bei dem bei mindestens einem aus der Vielzahl von Fingern eine Umfangsabmessung eines in Kontakt mit dem Laufring befindlichen Teils größer als eine axiale Abmessung dieses Teils ist.
Freilauf nach Anspruch 8, bei dem die Keilplatte bzw. der Laufring so angeordnet ist, dass sie/er sich bei der Drehung in einer ersten Drehrichtung frei gegenüber dem jeweils anderen Element, dem Laufring bzw. der Keilplatte, dreht, und bei dem die Vielzahl der Finger so angeordnet ist, dass sie bei einer Drehung in einer der ersten Drehrichtung entgegengesetzten zweiten Drehrichtung in den Laufring eingreifen und die Keilplatte bzw. den Laufring mit dem jeweils anderen Element, dem Laufring bzw. der Keilplatte, drehfest verriegeln.
Freilauf nach Anspruch 12, bei dem der Laufring oder die Keilplatte so angeordnet sind, dass sie mit dem Drehmomentübertragungselement verbunden sind.
Freilauf nach Anspruch 8, der ferner ein axial durch die Keilplatte ragendes Abstandselement umfasst und einen mechanischen Pfad zwischen einem ersten und einem zweiten axialen Ende des Freilaufs herstellt.
Freilauf nach Anspruch 14, bei dem das Abstandselement eine radial um die Achse herum angeordnete Platte mit mindestens einem axial verschobenen Finger umfasst, wobei der mindestens eine axial verschobene Finger mindestens einen Teil des stabilen axialen Pfades umfasst.
Freilauf für einen Stator in einem Drehmomentwandler, wobei der Freilauf Folgendes umfasst: eine Nabe, die drehfest mit einer Statorwelle des Stators verbunden ist; und eine Keilplatte mit einer Vielzahl von Fingern, die radial zur Nabe hin ragen, wobei die Keilplatte so angeordnet ist, dass sie drehfest mit einer Schaufelbaugruppe des Stators verbunden ist, wobei jedes der Fingerelemente ein freies Ende mit einer Umfangskante beinhaltet, das passend zur Umfangsfläche der Nabe geformt ist, und wobei die Umfangskante formschlüssig an der Umfangsfläche des Laufrings anliegt.
Freilauf nach Anspruch 16, bei dem sich die freie Kante in einem ungleichmäßigen radialen Abstand von einer Längsachse der Keilplatte befindet, wenn die Keilplatte von der Nabe getrennt ist.
Freilauf nach Anspruch 16, bei dem bei mindestens einem aus der Vielzahl von Fingern eine Umfangsabmessung eines in Kontakt mit der Nabe befindlichen Teils größer als eine axiale Abmessung dieses Teils ist.
Freilauf nach Anspruch 16, bei die Vielzahl der Finger so angeordnet ist, dass sie in die Nabe eingreifen, um bei einer Drehung des äußeren Laufrings in einer Drehrichtung die Nabe und den äußeren Laufring drehfest miteinander verriegeln.
Freilauf nach Anspruch 16, bei dem die Umfangsfläche eine Zylinderfläche mit einem ersten Radius in Bezug auf die Achse und die Umfangskante einen Kreisabschnitt mit einem zweiten Radius in Bezug auf die Achse umfasst, der im Wesentlichen gleich dem ersten Radius ist.
Freilauf, der Folgendes umfasst: einen um eine Achse des Freilaufs herum angeordneten Laufring; und eine Keilplatte mit einer Vielzahl von Fingerelementen, die radial zum Laufring hin ragen, wobei der Laufring eine der Keilplatte radial gegenüber liegende Umfangsfläche beinhaltet; wobei die Keilplatte bzw. der Laufring so angeordnet ist, dass sie/er drehfest mit einem Drehmomentübertragungselement in einer Kraftfahrzeugbaugruppe verbunden ist, wobei jedes der Fingerelemente ein freies Ende mit einer passend zur Umfangsfläche geformten Umfangskante beinhaltet, wobei die Umfangskante formschlüssig an der Umfangsfläche des Laufrings anliegt, wobei sich die freie Kante in einem ungleichmäßigen radialen Abstand von einer Längsachse der Keilplatte befindet, wenn die Keilplatte vom Laufring getrennt ist, und wobei bei mindestens einem aus der Vielzahl von Fingern eine Umfangsabmessung eines in Kontakt mit dem Laufring befindlichen Teils größer als eine axiale Abmessung dieses Teils ist.
Freilauf, der Folgendes umfasst: einen um eine Achse des Freilaufs herum angeordneten Laufring; ein radial um die Achse herum angeordnetes Kupplungselement; und ein axial durch die Platte des Kupplungselements ragendes Abstandselement, wobei das Kupplungselement bzw. der Laufring so angeordnet ist, dass es/er drehfest mit einem Drehmomentübertragungselement in einer Kraftfahrzeugbaugruppe verbunden ist und sich bei der Drehung in einer ersten Drehrichtung frei gegenüber dem jeweils anderen Element, dem Laufring bzw. dem Kupplungselement, dreht, wobei das Kupplungselement so angeordnet ist, dass es bei einer Drehung des Kupplungselements bzw. des Laufrings gegenüber dem jeweils anderen Element, dem Laufring bzw. dem Keilelement, in einer der ersten Drehrichtung entgegengesetzten zweiten Drehrichtung radial in den Laufring eingreift, um das Kupplungselement drehfest mit dem Laufring zu verbinden, wobei eine Umfangsabmessung des in Kontakt mit dem Laufring befindlichen Kupplungselements größer als eine axiale Abmessung des in Kontakt mit dem Laufring befindlichen Kupplungselements ist, und wobei das Abstandselement axial zwischen dem ersten und dem zweiten axialen Ende des Freilaufs einen mechanischen Pfad herstellt.
Freilauf nach Anspruch 22, bei dem das Abstandselement so angeordnet ist, dass es eine Schubkraft zwischen den axialen Enden überträgt.
Freilauf nach Anspruch 22, bei dem das Abstandselement eine radial um die Achse herum angeordnete Platte mit mindestens einem axial verschobenen Finger umfasst, wobei der mindestens eine axial verschobene Finger zumindest einen Teil des mechanischen Pfades umfasst.
Freilauf nach Anspruch 22, bei dem der Laufring eine dem Kupplungselement radial gegenüber liegende Umfangsfläche umfasst, wobei das Kupplungselement eine Vielzahl zum Laufring hin ragender Finger umfasst, wobei jedes Fingerelement ein freies Ende mit einer passend zur Umfangsfläche geformten Umfangskante beinhaltet, und wobei sich die Umfangskante an die Umfangsfläche des Laufrings anpasst.