DE102010033072A1

DE102010033072A1 - Trockener Freilauf zwischen Anlasser und Kupplung

Info

Publication number: DE102010033072A1
Application number: DE102010033072A
Authority: DE
Inventors: Urban Panther; Michael Metz; Gabor Izso
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2009-08-28
Filing date: 2010-08-02
Publication date: 2011-03-03
Anticipated expiration: 2030-08-03
Also published as: DE102010033072B4

Abstract

Die Erfindung betrifft einen trockenen Freilauf zwischen Anlasser und Kupplung zur Herstellung einer Ankoppelung an einen Anlasserzahnkranz um eine Abtriebswelle eines Motors rotierenden, mit mehreren um eine Achse eines Verbindungselements schwenkbaren Klemmkörpern, über die eine zeitweilige reibschlüssige Verbindung mit dem Freilauf herstellbar ist. Erfindungsgemäß ist der aus zwei über das Verbindungselement zueinander beabstandeten Käfigteilen gebildete Freilauf mit einem um die Abtriebswelle des Motors angeordneten Träger verbunden, wobei der Endbereich des Trägers in radialer Richtung beidseitig über Reibscheiben mit den beiden Käfigteilen des Freilaufes in Wirkverbindung steht, und die Käfigteile in axialer Richtung zueinander verspannt sind.

Description

Die Erfindung betrifft einen trockenen Freilauf zwischen Anlasser und Kupplung eines Kraftfahrzeuges mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.
Lösungen für einen vorzugsweise in einem Schwungrad untergebrachten trockenen Freilauf, bei denen das Schwungrad an einer Abtriebswelle einer Brennkraftmaschine aufgenommen ist und einen Anlasserzahnkranz zum Start der Brennkraftmaschine mittels Anlasser aufweist, sind aus dem Stand der Technik bekannt. An diesen Schwungrädern ist jeweils ein drehfest mit der Kurbelwelle verbundener Anlasserzahnkranz vorgesehen, in den beim Anlassvorgang ein Ritzel eines Anlassers eingreift um somit eine Verbindung, die auch als Einspuren bekannt ist, zwischen Motor-Abtriebswelle und Schwungrad herzustellen bzw. dadurch das Schwungrad anzutreiben.
Insbesondere bei Hybridanwendungen mit Start/Stop-Systemen kann ein häufiges Einspuren des Anlassers infolge des Ausschaltens des Motors an Verkehrsampeln mit darauffolgendem erneutem Anlassen des Motors unkomfortabel sein. Daher ist es bekannt, zwischen Anlasser und Kupplung einen trockenen Freilauf einzusetzen, so dass der Starter bzw. Anlasser immer eingespurt bleiben kann. Insbesondere wird durch diesen Freilauf erzielt, dass im Fahrbetrieb des Fahrzeuges Kurbelwelle bzw. Primärmasse und Anlasserzahnkranz voneinander entkoppelt sind.
Die Aufgabe der Erfindung besteht daher darin, den bekannten trockenen Freilauf zwischen Anlasser und Kupplung derart weiterzuentwickeln, dass ab Erreichung der Leerlaufdrehzahl nach dem Startvorgang die Kurbelwelle vom Starterzahnkranz automatisch entkoppelt ist.
Diese Aufgabe wird mit einem trockenen Freilauf zwischen Anlasser und Kupplung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels mit den zugehörigen 1 bis 7 näher erläutert.
Dabei zeigen:
1 einen Teil eines Anlassers mit erfindungsgemäßen Freilauf, der mit einem Anlasserzahnkranz gekoppelt ist im Halbschnitt sowie eine Vergrößerung des Ausschnitts X
2 eine perspektivische Darstellung einer Reibscheibe,
3 eine Vergrößerung eines Details einer Reibscheibe aus 2,
4 eine perspektivische Darstellung der linken Reibscheibe,
5 eine Vergrößerung eines Details der Reibscheibe aus 4
6 eine Tellerfeder in perspektivischer Darstellung,
7 einen vergrößerten Ausschnitt des Eingriffs einer Reibscheibe des rechten Käfigteils in die Tellerfeder zur Herstellung einer Verdrehsicherung.
Die 1 zeigt den konstruktiven Aufbau eines in einen Anlasser integrierten erfindungsgemäßen trockenen Freilaufs. Dieser Anlasser ist beispielsweise mit einer nicht dargestellten Kupplung einem hydrodynamischen Drehmomentwandler oder mit einem primärseitigen Eingangsteil eines Zweimassenschwungrads verbindbar. Weiter kann mit dem Schwungrad ein Kupplungsaggregat, das bereits auf der Getriebeeingangswelle eines nachfolgenden Getriebes montiert ist, verbunden werden. Beispielsweise können derartige Kupplungsaggregate Doppelkupplungen eines Doppelkupplungsgetriebes sein. Dazu ist das Schwungrad mit einer Abtriebswelle (in Form einer Mittellinie angedeutet) beispielsweise mittels nicht näher dargestellter Verbindungsmittel, wie Schrauben, fest verbunden. Dieser mit dem nicht dargestellten Schwungrad verbundene Anlasser, bei dem die von der Antriebswelle einer ebenfalls nicht dargestellten Brennkraftmaschine angetrieben wird, weist eine Anlasserzahnkranz 10 auf, der auf einem Zahnkranzträger 9 angeordnet ist. Im Innern des Zahnkranzträgers 9 ist ein Freilauf 8 angeordnet, der über seine Mantelfläche fest mit dem Zahnkranzträger 9 verbunden ist. Der Freilauf 8 ist käfigartig gestaltet. Dazu wird sein Außenring in radialer Richtung zur Anbindung zweier durch ein Verbindungselement 11 zueinander beabstandeter Käfigteile 2, 3 verwendet. Im Innern ist der Freilauf 8 mit einer nicht dargestellten Kurbelwelle über seinen als Träger 1 ausgebildeten Innenring lösbar verbunden. In den Endbereich der Käfigteile 2, 3 sind Reibscheiben 4, 5 eingebracht. Zwischen den Käfigteilen 2, 3 sind, wie aus dieser Figur hervorgeht, Klemmkörper 7 angeordnet, die auf dem Verbindungselement 11 aufgebracht und um dessen Achse schwenkbar sind. Diese zwischen den Käfigteilen 2, 3 schwenkbar angeordneten Klemmkörper 7 dienen dazu, unter bestimmten Bedingungen über ihre äußeren Mantelflächen jeweils einen Kontakt zur umgebenden Innenfläche des Freilaufes 8 herzustellen bzw. sich von diesem zu lösen.
Aus dem Stillstand der Brennkraftmaschine wird diese mittels des Anlassers, der ein Ritzel aufweist, das mit der Verzahnung des Anlasserzahnkranzes 10 kämmt in Betrieb genommen Hierzu kann das Ritzel in permanentem Eingriff zum Anlasserzahnkranz 10 stehen. Der Anlasserzahnkranz 10 ist dabei mittels eines Wälzlagers 12 an dem Gehäuse der Brennkraftmaschine zentriert und verdrehbar aufgenommen.
Außerdem ist der Träger 1 mit einer nicht dargestellten Kurbelwelle lösbar verbunden, so dass sich dieser im Betrieb des Fahrzeuges immer mit der Kurbelwelle mitdreht. Wie bereits erwähnt, sind in die Käfigteile 2, 3 Reibscheiben 4, 5 eingebracht. Auf ihren entgegegesetzten Stirnflächen sind über den Umfang verteilt mehrere Ansätze 4a, 5a aufgebracht. Dabei weisen die Ansätze 5a der Reibscheibe 5 jeweils eine längere Ausdehnung in axialer Richtung auf als die Ansätze 4a der Reibscheibe 4. Die Verlängerung der Ansätze 5a auf der Reibscheibe 5 dient dazu, dass in diese eine Tellerfeder 6 mit ihren am Innenumfang verteilt angeordneten Aussparungen 6a eingreifen kann. Diese zwischen Käfigteil 2 und Träger 1 angeordnete Tellerfeder 6 stützt sich dabei mit ihrem Außenumfang am Käfigteil 2 und mit ihrem Innenumfang an der Reibscheibe 5 ab, sodass eine Kraft in axialer Richtung erzeugt wird, die dazu führt, die beiden Reibscheiben 4, 5 durch Bildung von Reibflächen 1a, 1b mit dem Träger 1 zu „verspannen”, so dass durch diese Bildung von Reibflächen die von der Abtriebswelle erzeug” te Drehzahl über den Träger 1 an die Käfigteile 2, 3 weitergeleitet wird.
Im Unterschied zur Form der Ansätze 4a, die vorzugsweise zylindrisch ausgeführt ist, weisen die Ansätze 5a zwischen ihrem zylindrischen Endbereich und dem eigentlichen Grundkörper der Reibscheibe 5 einen quaderförmigen Fuß auf. Die Form dieses Fußes ist an die Form der Ausnehmungen 6a, die über den Innenumfang der Tellerfeder 6 verteilt eingebracht sind, angepasst (s. 7), so dass durch die Herstellung dieser Verbindung gleichzeitig eine Verdrehsicherung realisiert wird.
Zwischen dem Anlasserzahnkranz 10 und der nicht dargestellten Anbindung in Form beispielsweise einer Kupplung ist der Freilauf 8 wirksam, der bei aktivem Anlasser, d. h. wenn die Klemmkörper 7 des Freilaufes 8 mit dem Außenring verbunden sind, diese mitnimmt und bei einem Überschreiten der Drehzahl der gestarteten Brennkraftmaschine überrollt wird. Der Freilauf 8 kann beispielsweise fliehkraftabhängig schaltend ausgelegt sein, so dass nach Überschreitung einer vorgegebenen Drehzahl die Fliehkraftwirkung einsetzt und der Freilauf 11 freigeschaltet wird, so dass kein Drehmoment mehr über den Anlasserzahnkranz 4 an die angrenzenden Bauteile übertragen wird und dieser mitsamt Zahnkranzträger 9 und dem Wälzlager 12 abgekoppelt wird.
2 zeigt in einer perspektivischen Darstellung der Reibscheibe 5 mit mehreren auf deren Stirnfläche angeordneten Ansätzen 5a.
In 3 ist eine Vergrößerung einer Reibscheibe 5 aus 4 dargestellt. Hieraus ist die Form der Ansätze 5a erkennbar, die außer einem rechteckigen Fuß, dessen zum Außenumfang der Reibscheibe 5 weisende Ecken abgeschrägt sind, so dass eine größere Mantelfläche entsteht. Diese Ansätze 5a können beispielsweise durch Aufkleben, Aufschweißen, Angießen usw. auf die Reibscheibe 5 aufgebracht sein.
4 zeigt eine perspektivische Darstellung einer Reibscheibe 4 mit ihren Ansätzen 4a, die sich infolge der Anpassung an entsprechende Bauraumverhältnisse von den Ansätzen der Reibscheibe 5 unterscheiden. Hierbei sind ebenfalls Ansätze 4a über die Stirnfläche des der Reibscheibe 4 verteilt angeordnet, die im Wesentlichen eine zylinderförmige Form aufweisen und mit der Reibscheibe 4 als Trägerteil vorteilhafterweise kraftschlüssig durch Kleben, Schweißen usw. verbunden sind.
Die Form eines Ansatzes 4a und dessen Anbindung an die Reibscheibe 4 wird aus der Vergrößerung gemäß 5 sichtbar.
In 6 ist die Tellerfeder 6 als Einzelteil dargestellt. Diese ist, wie bereits erwähnt, vorteilhafter Weise in ihrem Innenbereich mit Ausnehmungen 6a versehen, mit denen die Ansätze 5a der Reibscheibe 5 in Eingriff bringbar sind, wie in 7 dargestellt. Auf diese Weise wird die Funktion der Tellerfeder 6 auf die Bildung einer Verdrehsicherung erweitert, für deren Bildung bereits 3 Ansätze 5a und mit diesen in Eingriff bringbare Ausnehmungen 6a ausreichend sind.
Bezugszeichenliste

1: Träger/Innenring
1a: Auflage-/Reibfläche
1b: Auflage-/Reibfläche
2: Käfigteil
3: Käfigteil
4: linke Reibscheibe
4a: Ansatz
5: rechte Reibscheibe
5a: Ansatz
6: Tellerfeder
6a: Ausnehmung
7: Klemmkörper
8: Freilauf
9: Zahnkranzträger
10: Anlasserzahnkranz
11: Verbindungselement
12: Wälzlager

Claims

Trockener Freilauf (8) zwischen Anlasser und Kupplung zur Herstellung einer Ankoppelung an einen Anlasserzahnkranz (10) um eine Abtriebswelle eines Motors rotierenden, mit mehreren um eine Achse eines Verbindungselements (11) schwenkbaren Klemmkörpern (7), über die eine zeitweilige reibschlüssige Verbindung mit dem Freilauf (8) herstellbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass der aus zwei über das Verbindungselement (11) zueinander beabstandeten Käfigteilen (2, 3) gebildete Freilauf (8) mit einem um die Abtriebswelle des Motors angeordneten Träger (1) verbunden ist und der Endbereich des Trägers (1) in radialer Richtung beidseitig über Reibscheiben (4, 5) mit den beiden Käfigteilen (2, 3) des Freilaufes (8) in Wirkverbindung steht, und die Käfigteile (2, 3) in axialer Richtung zueinander verspannt sind.
Trockener Freilauf (8) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Käfigteil (2) und dem Träger (1) eine Tellerfeder (6) angeordnet ist.
Trockener Freilauf (8) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils mindestens auf einer Stirnfläche der Reibscheibe (4, 5) mehrere Ansätze (4a, 5a) über den Umfang verteilt angeordnet sind.
Trockener Freilauf (8) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Ansätze (4a, 5a) entgegengesetzt gerichtet sind.
Trockener Freilauf (8) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Tellerfeder (6) über mindestens an ihrem Innenumfang über mehrere verteilte Aussparungen (6a) verfügt.
Trockener Freilauf (8) nach Anspruch 2 und 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Aussparungen (6a) der Tellerfeder (6) mit den Ansätzen (5a) der Reibscheibe (5) in Eingriff stehen.
Trockener Freilauf (8) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Stirnflächen der Reibscheiben (4, 5) an den Stirnflächen des Trägers (1) anliegen zur Bildung von Reibflächen (1a, 1b).
Trockener Freilauf (8) nach Anspruch 1 und 7, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Stirnflächen des Trägers (1) und den Reibscheiben (4, 5) ein Reibbelag aufgebracht ist.
Trockener Freilauf (8) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass dieser Reibbelag als Papierbelag ausgeführt ist und auf den Träger (1) aufgeklebt ist.