DE102011016007A1 - Reversible freewheel device for crankshaft belt pulley for transferring torque to perform e.g. starter generator operation in automobile, has inner ring including ramp contour along direction of freewheel cage, which includes contour - Google Patents

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Abstract

The freewheel device (1) has an outer ring (3) rotating relative to an inner ring (2). A clamp body i.e. clamping roller (5), is arranged in a freewheel cage (4) between the inner and outer rings, and transfers rotational torque between the inner and outer rings. The inner ring includes a ramp contour (7) along direction of the freewheel cage, which includes a contour corresponding to the ramp contour such that switching of the freewheel cage is taken place during rotation of the cage. The cage rotates between two end positions.

Description

Die Erfindung betrifft eine umschaltbare Freilaufeinrichtung, insbesondere zum Einsatz in Kurbelwellenriemenscheiben, wie sie für Startergeneratoren, Standklimatisierung, Impulsstart und Boosten verwendet werden.The invention relates to a switchable freewheel device, in particular for use in crankshaft pulleys, as used for starter generators, stationary air conditioning, pulse start and boost.

In der Automobilindustrie werden zunehmend – auch zur Reduzierung des Treibstoffverbrauchs – riemengetriebene Startergeneratoren eingesetzt.In the automotive industry, belt-driven starter generators are increasingly being used to reduce fuel consumption.

Bei riemengetriebenen Startergeneratoren (RSG-Systemen) überträgt die Generatorriemenscheibe im Startzyklus das Drehmoment zum Starten des Verbrennungsmotors. So treibt bei einer möglichen Realisierung einer Start-Stopp-Automatik beim Start des Verbrennungsmotors der Startergenerator (d. h. eine elektrische Maschine, die während des Betriebes des Verbrennungsmotors als Generator funktioniert und beim Start des Verbrennungsmotors als Startmotor funktioniert) über einen Riemen eine Riemenscheibe an, die koaxial an der Kurbelwelle des Verbrennungsmotors befestigt ist. Die Wirkrichtung des Drehmoments gegenüber dem normalen Betrieb des Verbrennungs- oder Antriebsmotors, während dem Drehmomente in einer Drehrichtung (Betriebsrichtung) der Kurbelwelle übertragen werden, kehrt sich um, wenn der Motor wieder gestartet wird. Diese entgegen gesetzte Drehrichtung der Kurbelwelle kann als Startrichtung bezeichnet werden. Neben einer reinen Start-Stopp-Funktion sind mit einem derartigen System auch Zusatzfunktionen, wie z. B. Boost und regeneratives Bremsen, realisierbar. Bei Boost wird das Drehmoment des Antriebsmotors durch den Startergenerator unterstützt.In belt-driven starter generators (RSG systems), the generator pulley transfers the torque to start the engine in the start cycle. Thus, in a possible implementation of an automatic start-stop system at the start of the internal combustion engine, the starter generator (ie an electric machine which functions as a generator during operation of the internal combustion engine and functions as a starter motor when starting the internal combustion engine) drives a pulley via a belt, which coaxially attached to the crankshaft of the internal combustion engine. The effective direction of the torque with respect to the normal operation of the combustion or drive motor, during which torques are transmitted in a direction of rotation (operating direction) of the crankshaft, reverses when the engine is restarted. This opposite direction of rotation of the crankshaft can be referred to as the starting direction. In addition to a pure start-stop function with such a system and additional functions such. B. boost and regenerative braking, feasible. At Boost, the torque of the drive motor is supported by the starter generator.

Zur Durchführung dieser Funktionen bzw. einer verbesserten Qualität ihrer Ausführung sind aus dem Stand der Technik unterschiedlichste Lösungenbekannt.To carry out these functions or an improved quality of their execution, a great variety of solutions are known from the prior art.

So steht die in DE 103 59 632 A1 beschriebene Antriebsübertragungseinrichtung den Einsatz eines Startergenerators vor, wobei die Momenten- oder Kraftübertragung in beide Richtungen bei gleichzeitiger Entkopplungsmöglichkeit erfolgen soll. Zu diesem Zweck sind der Wellenring und die Riemenscheibe über eine Fliehkraftkupplung kraftschlüssig gekoppelt, so dass bei aktivem Antrieb des Wellenrings über den Startergenerator bei geschlossener Fliehkraftkupplung das in den Wellenring eingeleitete Drehmoment an die Riemenscheibe übertragbar ist, wobei sich die Fliehkraftkupplung bei Erreichen einer Grenzdrehzahl öffnet und den Wellenring von der Riemenscheibe entkoppelt. Diese Grenzdrehzahl wird dann erreicht, wenn der Motor gestartet ist und die Riemenscheibe über den Motor angetrieben wird. Die Riemenscheibe kann nun auf Grund ihrer Freilaufkopplung mit dem Wellenring ihre normale Funktion, nämlich die Generatorwelle zum eigentlichen Generatorbetrieb anzutreiben, bei gleichzeitiger, über den Freilauf möglichen Abkopplung zur Dämpfung von Unregelmäßigkeiten, erfüllen. Nimmt die Drehzahl wieder ab, was in der Regel bei Ausschalten des Motors der Fall ist, so schließt sich bei Unterschreiten der Grenzdrehzahl die Fliehkraftkupplung. Der Wellenring und die Riemenscheibe sind wieder miteinander gekoppelt.So stands the in DE 103 59 632 A1 described drive transmission device before the use of a starter generator, the torque or power transmission in both directions with simultaneous decoupling option should be done. For this purpose, the shaft ring and the pulley are non-positively coupled via a centrifugal clutch, so that with active drive of the shaft ring via the starter generator with closed centrifugal clutch introduced into the shaft ring torque is transmitted to the pulley, wherein the centrifugal clutch opens when reaching a limit speed and decoupled the shaft ring from the pulley. This limit speed is reached when the engine is started and the pulley is driven by the engine. The pulley can now due to their freewheeling coupling with the shaft ring their normal function, namely to drive the generator shaft to the actual generator operation, while simultaneously possible via the freewheeling decoupling for damping irregularities. If the speed decreases again, which is usually the case when the engine is switched off, the centrifugal clutch closes when the limit speed falls below the limit. The shaft ring and pulley are coupled together again.

In DE 102 53 495 A1 wird ein Generatorfreilauf für einen riemengetriebenen Startergenerator offenbart, welcher die Kombination zweier entgegengesetzt wirkender Freiläufe beinhaltet. Die in eine Riemenscheibe integrierte Freilaufeinrichtung weist zwei axial auf einer Ringebene nebeneinander angeordnete Freiläufe, einen Innensternfreilauf und einen Außensternfreilauf, auf. Dabei wird der dem Startbetrieb zugeordnete Freilauf nach Erreichen einer dem Normalbetrieb entsprechenden Grenzdrehzahl außer Kraft gesetzt und der zweite Freilauf tritt synchron dazu in Funktion.In DE 102 53 495 A1 discloses a generator freewheel for a belt-driven starter generator, which includes the combination of two oppositely acting freewheels. The integrated in a pulley freewheel device has two axially on a ring plane juxtaposed freewheels, an inner freewheel and an outer freewheel on. In this case, the freewheel associated with the starting operation is deactivated after reaching a limit speed corresponding to the normal operation, and the second freewheel comes into operation synchronously with it.

Auch die in DE 102 58 907 A1 beschriebene Freilaufeinrichtung, die in eine Riemenscheibe eines Startergenerators integriert ist, umfasst zwei koaxial zueinander angeordnete, axial beabstandete Laufscheiben mit getrennter Lagerung und voneinander getrennten Freiläufen, welche zueinander entgegen gesetzte Wirkrichtungen einschließen.Also in DE 102 58 907 A1 described freewheel device which is integrated in a pulley of a starter generator comprises two coaxially arranged, axially spaced pulleys with separate storage and separate freewheels, which include mutually opposite directions of action.

Die in DE 10 2008 011 479 A1 offenbarte Starteinrichtung einer Brennkraftmaschine weist einen Elektroanlasser sowie einen einem Zugmitteltrieb zugeordneten Startergenerator auf, wobei der Elektroanlasser allein oder gemeinsam mit dem Startergenerator zu betreiben ist. Durch eine Start-Stopp-Einrichtung soll eine Optimierung eines Kaltstarts der Brennkraftmaschine mit einem Elektroanlasser erfolgen. Dabei wird zum Start der Brennkraftmaschine synchron zu der Betätigung des Elektroanlassers der Startergenerator kontrolliert bestromt. Dadurch kann über den Startergenerator ein definiertes Drehmoment in den Zugmitteltrieb eingeleitet werden, wodurch die Triebdynamik verbessert wird und insbesondere bei einer Kaltstart die Startphase vorteilhaft entscheidend verkürzt werden kann. Der Aufbau dieser bekannten Starteinrichtung sieht weiterhin einen Startergenerator mit einem in einer Riemenscheibe integrierten Freilauf vor, über den der Startergenerator mit dem Zugmitteltrieb verbunden ist.In the DE 10 2008 011 479 A1 The disclosed starter of an internal combustion engine has an electric starter and a starter generator associated with a traction mechanism drive, wherein the electric starter is to be operated alone or together with the starter generator. By means of a start-stop device, an optimization of a cold start of the internal combustion engine with an electric starter should take place. In this case, the starter generator is energized in a controlled manner to start the internal combustion engine in synchronism with the actuation of the electric starter. As a result, a defined torque can be introduced into the traction drive via the starter generator, as a result of which the drive dynamics are improved and, in particular during a cold start, the starting phase can advantageously be significantly shortened. The structure of this known starting device further provides a starter generator with a built-in pulley freewheel over which the starter generator is connected to the traction mechanism.

Die bekannten Lösungen zur Betätigung eines umschaltbaren Freilaufs benötigen einen großen Bauraum oder einen vergrößerten Riemenantrieb zur Beibehaltung der erforderlichen Übersetzungsverhältnisse bei vergrößerter Kurbelwellenriemenscheibe. Alternativ müsste zur Reduzierung des Bauraumbedarfs auf bestimmte Funktionalitäten verzichtet werden.The known solutions for actuating a switchable freewheel require a large installation space or an enlarged belt drive to maintain the required gear ratios with an enlarged crankshaft pulley. Alternatively, it would be necessary to dispense with certain functionalities to reduce the space requirement.

Es besteht deshalb die Aufgabe der Erfindung darin, eine umschaltbare Freilaufeinrichtung zu schaffen, die sich insbesondere durch eine kompakte, bauraumneutrale Bauweise auszeichnet und die durch ihre Umschaltung einen Momentenfluss von dem Riementrieb auf die Kurbelwelle gewährleistet, wodurch eine Boostfunktion einer E-Maschine zur Unterstützung des Verbrennungsmotors ermöglicht wird. It is therefore an object of the invention to provide a switchable freewheel device, which is characterized in particular by a compact, space-neutral design and guaranteed by their switching a torque flow of the belt drive on the crankshaft, creating a boost function of an electric motor to support the Internal combustion engine is enabled.

Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des ersten Patentanspruchs gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.This object is achieved with the features of the first claim. Advantageous embodiments emerge from the subclaims.

Die umschaltbare Freilaufeinrichtung weist einen Innenring und einen dazu relativ verdrehbaren Außenring auf, sowie dazwischen in einem Freilaufkäfig angeordnete Rollen, welche geeignet sind, ein Drehmoment zwischen Innenring und Außenring zu übertragen, wobei der Innenring in Richtung zum Freilaufkäfig eine Rampenkontur und der Freilaufkäfig eine dazu korrespondierende Kontur aufweisen, derart, dass bei Verdrehung des Freilaufkäfigs die Umschaltung der Freilaufeinrichtung erfolgt, die einen Momentenfluss von dem Riementrieb (der mit dem Außenring in Verbindung steht) auf die Kurbelwelle (die mit dem Innenring in Verbindung steht), wodurch eine Boostfunktion zur Unterstützung des Verbrennungsmotors ermöglicht wird. Dadurch, dass die Umschaltung des Freilaufes nicht fliehkraftbetätigt, sondern mittels Verdrehung des Freilaufkäfigs erfolgt, wird eine kompakte Ausführung der Freilaufanordnung gewährleistet.The switchable freewheel device has an inner ring and a relatively rotatable outer ring, and between them arranged in a freewheel cage rollers which are suitable to transmit torque between the inner ring and outer ring, wherein the inner ring towards the freewheel cage a ramp contour and the freewheel cage a corresponding thereto Contour, such that upon rotation of the freewheel cage, the switching of the freewheel device takes place, the flow of torque from the belt drive (which communicates with the outer ring) on the crankshaft (which communicates with the inner ring), creating a boost function to support the Internal combustion engine is enabled. The fact that the switching of the freewheel is not centrifugally operated, but by means of rotation of the freewheel cage, a compact design of the freewheel assembly is ensured.

Bevorzugt ist der Freilaufkäfig dabei zwischen zwei Endpositionen verdrehbar, wobei die Verdrehung des Freilaufkäfigs und die daraus resultierende Umschaltung der Freilaufeinrichtung, vorteilhafter Weise elektromotorisch, insbesondere mittels eines einen Stator und einen Rotor aufweisenden Elektromotors (E-Motor) erfolgt. Durch die elektromotorische Umschaltung der Freilaufeinrichtung wird eine besonders wirkungsvolle Boost-Funktion gewährleistet.Preferably, the freewheel cage is rotatable between two end positions, wherein the rotation of the freewheel cage and the resulting switching of the freewheel device, advantageously electromotive, in particular by means of a stator and a rotor having electric motor (electric motor). The electromotive switching of the freewheel device ensures a particularly effective boost function.

Die beiden Endpositionen des Käfigs können durch Anschläge zwischen Käfig und Innenring realisiert werden, die in die Rampengeometrie integriert sein können.The two end positions of the cage can be realized by stops between the cage and inner ring, which can be integrated into the ramp geometry.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, dass der Rotor des E-Motors den Freilaufkäfig bildet oder mit diesem verbunden ist und dass der Stator des Motors entweder verdrehsicher mit dem Innenring gekoppelt ist und mit diesem mitdreht oder an einem stehenden Gehäuse gelagert ist.An advantageous embodiment of the invention is that the rotor of the electric motor forms the freewheel cage or is connected thereto and that the stator of the motor is either rotationally coupled to the inner ring and rotates with this or is mounted on a stationary housing.

Dabei kann der Rotor des Startergenerators über ein Zusatzelement an dem Käfig verdrehsicher fixiert sein. Der Käfig und der Stator weisen vorzugsweise in radialer Richtung eine gemeinsame Lagerung auf.In this case, the rotor of the starter generator can be fixed against rotation via an additional element on the cage. The cage and the stator preferably have a common storage in the radial direction.

Insbesondere bei einer Anordnung des Stators an einem drehenden Gehäuse sollte eine Positionserkennung des Rotors erfolgen.In particular, in an arrangement of the stator on a rotating housing, a position detection of the rotor should take place.

Die elektrische Stromzufuhr wird vorteilhafter Weise über das stehende Gehäuse zum Rotor und zum Stator des E-Motors mittels Drehübertragung jeweils über einen Schleifkontakt oder ein Wälzlager realisiert, wobei Stromzuleitungen zum Stator und zum Rotor zueinander elektrisch isoliert sein müssen. Dies wird durch einen Übertrager (wie in gezeigt) gewährleistet, der aus einem elektrisch isolierenden Material (z. B. Kunststoff) besteht. Die Drehdurchführung sowie der Stator sind auf diesem radial gelagert. Ebenso ist der Stator rotatorisch und verdrehsicher auf diesem gelagert, wodurch der Drehmomentenfluss vom Stator über den Übertrager auf den Innenring gewährleistet wird.The electrical power supply is advantageously realized via the stationary housing to the rotor and the stator of the electric motor by means of rotational transmission in each case via a sliding contact or a roller bearing, wherein power supply lines to the stator and the rotor must be electrically insulated from each other. This is done by a transformer (as in shown), which consists of an electrically insulating material (eg., Plastic). The rotary feedthrough and the stator are mounted on this radially. Likewise, the stator is mounted rotationally and rotationally on this, whereby the torque flow is ensured by the stator via the transformer to the inner ring.

Das Drehmoment, welches sich am Stator abstützt, wenn dieser mit dem Innenring gekoppelt ist, wird wiederum vorteilhafter Weise über eine Verdrehsicherung am Innenring des Freilaufs abgestützt. Die Drehmomentabstützung ist gleichzeitig mit der Stromzuleitung für die Spulen des Stators gekoppelt.The torque, which is supported on the stator when it is coupled to the inner ring, is in turn advantageously supported via a rotation on the inner ring of the freewheel. The torque support is coupled simultaneously with the current supply to the coils of the stator.

Durch die erfindungsgemäße Freilaufeinrichtung ist das Drehmoment und dessen Verlauf durch die Anzahl der Pole des Stators und des Rotors sowie den Abstand der Pole zueinander einstellbar.By the freewheel device according to the invention, the torque and its course by the number of poles of the stator and the rotor and the distance of the poles to each other is adjustable.

Eine Änderung der Drehrichtung des Freilaufkäfigs erfolgt durch Umpolung des E-Motors oder dadurch, dass der Freilaufkäfig in eine Vorzugsrichtung mit einer Kraft/einem Moment beaufschlagbar und dass dazu eine Federkraft und/oder eine magnetisch induzierte Kraft auf den Freilaufkäfig wirkt, so dass eine Änderung der Drehrichtung des Käfigs ohne Umpolung erzielbar ist, indem der Käfig mittels der Wirkung der Federkraft und/oder der magnetisch induzierter Kraft in einer Vorzugsrichtung verbleibt.A change in the direction of rotation of the freewheel cage takes place by reversing the polarity of the electric motor or in that the freewheel cage acted upon in a preferred direction with a force / moment and that to a spring force and / or a magnetically induced force acts on the freewheel cage, so that a change the direction of rotation of the cage without reversal can be achieved by the cage by means of the action of the spring force and / or the magnetically induced force remains in a preferred direction.

Soll der Freilauf umgeschaltet werden wird der Stator über die Stromzuleitungen bestromt wodurch sich der Freilaufkäfig verdreht.If the freewheel is to be switched, the stator is energized via the power supply lines whereby the freewheel cage is rotated.

Bei Erreichen der Endposition, die durch einen Anschlag bestimmt wird, wird das Drehmoment des Freilaufs in die entgegen gesetzte Richtung übertragen. Dies wird durch den Momentenfluss des Starter-Generators erkannt. Somit wird die Bestromung des Stators für die Freilaufumschaltung unterbrochen. Soll nun der Freilauf wieder in seine Ursprungsposition geschaltet werden, wird durch Umpolen der Stromzuleitungen für den Statur die Verdrehung des Käfigs realisiert. Die Bestromung ist beendet, sobald der Starter-Generator die Umschaltung und demzufolge den Drehmomentenfluss erkannt hat.Upon reaching the end position, which is determined by a stop, the torque of the freewheel is transmitted in the opposite direction. This is detected by the torque flow of the starter-generator. Thus, the energization of the stator for the freewheel switching is interrupted. If now the freewheel to be switched back to its original position, the rotation of the cage is realized by reversing the polarity of the power supply lines for the stature. The energization is finished as soon as the starter-generator has detected the changeover and consequently the torque flow.

Die Umschaltung mittels integrierten Elektromotors kann auch so realisiert werden, dass der Käfig stets eine Vorzugsrichtung, beispielsweise durch eine Feder oder ein Permanentmagnet, aufweist. Durch Bestromen des Stators wird der Käfig verdreht. Eine Fixierung des Käfigs in der gewünschten Stellung ist dann nur durch permanentes Bestromen des Stators möglich, da dieser gegen die Vorzugsrichtung (realisiert durch die Feder oder den Permanentmagneten) den Käfig in Position halten muss. Hierdurch ist ein Umpolen des E-Motors nicht notwendig, wodurch auf eine 2fache Drehdurchführung (1 Kugellager statt 2 Kugellager) verzichtet werden kann.The switching by means of an integrated electric motor can also be realized in such a way that the cage always has a preferred direction, for example by a spring or a permanent magnet. By energizing the stator, the cage is twisted. A fixation of the cage in the desired position is then possible only by permanent energization of the stator, as this against the preferred direction (realized by the spring or the permanent magnet) must hold the cage in position. As a result, a reverse polarity of the electric motor is not necessary, which can be dispensed with a 2-fold rotary feedthrough (1 ball bearings instead of 2 ball bearings).

Prinzipiell bestehen zwei Möglichkeiten, den Luftspalt zwischen Stator und Rotor anzuordnen. Es ist möglich, zwischen diesen einen radialen oder einen axialen Luftspalt vorzusehen. Mit dem radialen Luftspalt kann sich der Rotor 360° verdrehen. Bei einem axialen Luftspalt ist die Wirkung vergleichbar mit einem Hubmagnet. Hierdurch ist keine 360°-Drehung möglich, da der Rotorpol auf den Statorpol trifft und es hierdurch zu Formschluss kommt. Vorteil dieser Variante ist jedoch der etwas größere Wirkradius, wodurch sich ein größeres Drehmoment einstellt. Nachteilig ist der eingeschränkte Verdrehbereich des Käfigs aufgrund der Magnetkraft.In principle, there are two ways to arrange the air gap between the stator and the rotor. It is possible to provide a radial or an axial air gap between them. With the radial air gap, the rotor can rotate 360 °. At an axial air gap, the effect is comparable to a solenoid. As a result, no 360 ° rotation is possible because the rotor pole meets the stator pole and this results in positive locking. Advantage of this variant, however, is the slightly larger effective radius, which sets a larger torque. A disadvantage is the limited range of rotation of the cage due to the magnetic force.

Die Erfindung realisiert einen Freilauf für RSG-Getriebeanwendungen, bei welchen die Boostfunktion der E-Maschine in der Getriebeübersetzung 1:1 gewünscht ist. Die Umschaltung des Freilaufes, wodurch sich der Drehmomentenfluss umkehrt, wird durch Verdrehen des Freilaufkäfigs realisiert, wodurch die Klemmrollen auf die gegenüberliegende Klemmbahn auf dem Innenring bewegt werden. Dies wird durch Integration eines Elektromotors möglich, bei dem der Rotor Bestandteil des Käfigs ist und der Stator verdrehsicher auf dem Freilaufinnenring fixiert wird. Die Stromübertragung erfolgt mittels Drehübertragung vom stehenden Gehäuse auf die rotierende Riemenscheibe beispielsweise durch Kugellager.The invention realizes a freewheel for RSG transmission applications in which the boost function of the electric motor in the gear ratio 1: 1 is desired. The switching of the freewheel, whereby the torque flow reverses, is realized by turning the freewheel cage, whereby the pinch rollers are moved to the opposite clamping track on the inner ring. This is possible by integrating an electric motor in which the rotor is part of the cage and the stator is fixed against rotation on the freewheel inner ring. The power transmission takes place by means of rotary transmission from the stationary housing to the rotating pulley, for example by ball bearings.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels und zugehöriger Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:The invention will be explained in more detail with reference to an embodiment and the accompanying drawings. Show it:

1 einen Querschnitt durch eine umschaltbare Freilaufeinrichtung in einer Schnittebene senkrecht zur Rotationsachse A, 1 a cross section through a switchable freewheel device in a sectional plane perpendicular to the axis of rotation A,

2 ein Detail K nach 1, 2 a detail K after 1 .

3 eine Draufsicht auf eine umschaltbare Freilaufeinrichtung in Richtung der Rotationsachse A, 3 a top view of a switchable freewheel device in the direction of the axis of rotation A,

4 ein Detail Y nach 3. 4 a detail Y after 3 ,

5 einen Schnitt durch eine umschaltbare Freilaufeinrichtung entlang der Linie B-B nach 3, 5 a section through a switchable freewheel device along the line BB 3 .

6 Möglichkeiten der Anordnung des Luftspalts zwischen Stator und Rotor. 6 Possibilities of arrangement of the air gap between stator and rotor.

Eine erfindungsgemäße Freilaufeinrichtung 1 dient beispielsweise der Umschaltung eines Freilaufs für RSG(riemengetriebener Startergenerator)-Anwendungen, bei welchen das vom Startergenerator auf die Riemenscheibe RS aufgebrachte Drehmoment direkt auf die Kurbelwelle W übertragen wird. Dieser Betriebszustand wird als 1:1-Boost bezeichnet und ermöglicht die Unterstützung des Verbrennungsmotors durch das Drehmoment des Startergenerators. Das Einsatzgebiet der umschaltbaren Freilaufeinrichtung 1 sind insbesondere Kurbelwellenriemenscheiben, die für den Startergeneratorbetrieb, Standklimatisierung, Impulsstart und Boosten vorgesehen sind.A freewheel device according to the invention 1 is used, for example, the switching of a freewheel for RSG (belt-driven starter generator) applications in which the torque applied by the starter generator to the pulley RS torque is transmitted directly to the crankshaft W. This operating state is referred to as a 1: 1 boost and allows the support of the internal combustion engine by the torque of the starter generator. The application of the switchable freewheel device 1 In particular, crankshaft pulleys are intended for starter generator operation, stationary air conditioning, pulse starting and boosting.

In 1 sind – ebenso wie in den 2, 3, 4 und 5 – nur die erfindungswesentlichen Bauteile dargestellt und beschrieben. So zeigt 1 eine Schnittdarstellung der umschaltbaren Freilaufeinrichtung 1 in einer Schnittebene senkrecht zur Rotationsachse A einer nicht näher gezeigten Kurbelwelle W eines Verbrennungsmotors. Die Freilaufeinrichtung 1 ist dabei in eine, hier ebenfalls nicht näher dargestellte, Riemenscheibe RS integriert, welche wiederum über die Freilaufeinrichtung 1 ein Drehmoment auf die Kurbelwelle W übertragen kann. Die Freilaufeinrichtung 1 umfasst einen Innenring 2 (der bei der Verwendung von Klemmkörpern in Form von Rollen sternförmig ausgebildet ist und daher auch oft als Innenstern bezeichnet wird) und einen Außenring 3 sowie einen Käfig 4, in dem Klemmkörper in Form von Klemmrollen 5 angeordnet sind. Der Innenring 2 ist hierbei mittels einer Montageschraube 6 auf der Kurbelwelle W befestigt. Der die Klemmrollen 5 aufnehmende Käfig 4 ist als verdrehbares Gleitlager ausgebildet. Die bekanntermaßen federbeaufschlagten Klemmrollen 5 stehen mit einer profilierten, eine Rampengeometrie 7 bildenden Mantelfläche des Innenrings 2 in Wirkverbindung.In 1 are - as well as in the 2 . 3 . 4 and 5 - Only the invention essential components shown and described. So shows 1 a sectional view of the switchable freewheel device 1 in a sectional plane perpendicular to the axis of rotation A of a crankshaft W not shown in detail of an internal combustion engine. The freewheel device 1 is here in a, also not shown here, pulley RS integrated, which in turn via the freewheel device 1 can transmit a torque to the crankshaft W. The freewheel device 1 includes an inner ring 2 (which is star-shaped with the use of sprags in the form of rollers and is therefore often referred to as the inner star) and an outer ring 3 as well as a cage 4 in which clamping body in the form of pinch rollers 5 are arranged. The inner ring 2 is here by means of a mounting screw 6 attached to the crankshaft W. The pinch rollers 5 receiving cage 4 is designed as a rotatable slide bearing. The known spring-loaded pinch rollers 5 stand with a profiled, a ramp geometry 7 forming lateral surface of the inner ring 2 in active connection.

Gemäß 2 ist ein Detail nach 1 dargestellt, in dem eine vergrößerte Ansicht der Rampengeometrie 7 zu sehen ist. Dabei sind an dem Innenumfang des Gleitlagers bzw. Käfigs 4 Nocken 8 vorgesehen, die mit am Außenumfang des Innenrings 2 vorhandenen Aussparungen 9 in Eingriff bringbar sind und als Verdrehsicherung dienen. Der Käfig 4 ist dabei zwischen zwei Endpositionen verdrehbar angeordnet. Diese Endpositionen werden durch zwei hier nicht näher dargestellte Anschläge, die zwischen Käfig 4 und Innenring 2 angeordnet sind, realisiert.According to 2 is a detail after 1 in which an enlarged view of the ramp geometry 7 you can see. In this case, on the inner circumference of the sliding bearing or cage 4 cam 8th provided with the outer circumference of the inner ring 2 existing recesses 9 can be brought into engagement and serve as anti-rotation. The cage 4 is arranged rotatable between two end positions. These end positions are characterized by two stops, not shown here, between cage 4 and inner ring 2 are arranged realized.

In 3 ist eine Draufsicht auf die umschaltbare Freilaufeinrichtung 1 gezeigt, wobei in Richtung der Rotationsachse A geschaut wird. Die Umschaltung bzw. Verdrehung des Käfigs 4 erfolgt elektromotorisch mittels eines Elektromotors. Zu diesem Zweck ist auf dem Innenring 2 der Freilaufeinrichtung 1 zumindest eine Spule 10 mit einem Stator 11 des Elektromotors angeordnet. Der Stator 11 ist dabei verdrehsicher auf dem Innenring 2 des Freilaufs fixiert. Der Rotor 12 des Elektromotors bildet den Käfig 4 des Freilaufs bzw. ist ein Bestandteil des Käfigs 4. Über die Anzahl der Pole des Stators 11 und des Rotors 12 kann ebenso wie über den Abstand der Pole zueinander das Drehmoment sowie der Drehmomentenverlauf über einen Umfang von 360°- bzw. in Abhängigkeit von dem Verdrehwinkel des Käfigs 4 – eingestellt werden.In 3 is a plan view of the reversible freewheel device 1 shown pointing in the direction the axis of rotation A is looked. The switching or twisting of the cage 4 Electric motor by means of an electric motor. For this purpose is on the inner ring 2 the freewheel device 1 at least one coil 10 with a stator 11 arranged the electric motor. The stator 11 is twist-proof on the inner ring 2 fixed to the freewheel. The rotor 12 of the electric motor makes a cage 4 the freewheel or is part of the cage 4 , About the number of poles of the stator 11 and the rotor 12 can as well as over the distance of the poles to each other, the torque and the torque curve over a circumference of 360 ° - or in dependence on the angle of rotation of the cage 4 - be set.

Gemäß 3 befindet sich der Käfig 4 beispielsweise in einer um einen Verdrehwinkel α = 9° verdrehten Stellung. Die elektrische Stromzufuhr erfolgt mittels Drehübertragung vom stehenden Gehäuse (nicht dargestellt) auf die Spulen 10 des Stators 11, der mit dem Innenring (hier nicht bezeichnet) drehfest verbunden ist. Die Drehübertragung wird vorzugsweise über Kugellager 13.1, 13.2 realisiert. Die Kugellager 13.1, 13.2 sind ebenso wie der Stator 11 auf einem aus einem elektrisch isolierenden Materialbestehenden Übertragungselement 14 radial gelagert, wobei der Stator 11 zudem auch rotatorisch verdrehsicher angeordnet ist. Somit ist der Drehmomentenfluss vom Stator 11 über das Übertragungselement 14 auf den Innenring 2 gewährleistet.According to 3 is the cage 4 for example, in a rotated by a twist angle α = 9 ° position. The electrical power is supplied by means of rotational transmission from the stationary housing (not shown) on the coils 10 of the stator 11 , which is rotatably connected to the inner ring (not labeled here). The rotary transmission is preferably via ball bearings 13.1 . 13.2 realized. The ball bearings 13.1 . 13.2 are as well as the stator 11 on a transmission element made of an electrically insulating material 14 radially mounted, wherein the stator 11 In addition, also rotationally arranged against rotation. Thus, the torque flow from the stator 11 over the transmission element 14 on the inner ring 2 guaranteed.

in 4 ist eine vergrößerte Einzelheit Y aus 3 gezeigt, in der die sich an den Außenring 3 radial nach innen anschließenden Komponenten des E-Motors vergrößert dargestellt sind. Am Außenring 3 liegen die Klemmrollen 5 an, die in dem Käfig 4 geführt werden, der als Rotor 12 ausgebildet ist. Mit einem Luftspalt LS beabstandet ist radial innerhalb des Rotors 12 der Stator 11 mit Spulen 10 angeordnet. Die Umschaltung des Elektromotors wird durch Umpolen der beiden Stromzuleitungen zu Stator 11 und Rotor 12 realisiert. Hierdurch kann der Käfig 4 in die eine sowie die andere Richtung verdreht werden. Voraussetzung hierfür ist dass die Stromzuleitungen zueinander elektrisch isoliert sind. Dies wird durch das Übertragungselement 14 gewährleistet.in 4 is an enlarged detail Y out 3 shown in the attached to the outer ring 3 radially inwardly adjacent components of the electric motor are shown enlarged. On the outer ring 3 are the pinch rollers 5 in the cage 4 be guided, as a rotor 12 is trained. Spaced with an air gap LS is radially inside the rotor 12 the stator 11 with coils 10 arranged. The switching of the electric motor is by reversing the polarity of the two power supply lines to stator 11 and rotor 12 realized. This allows the cage 4 be twisted in one direction and the other. The prerequisite for this is that the power supply lines are electrically insulated from one another. This is done by the transmission element 14 guaranteed.

5 zeigt einen Schnitt durch die Freilaufeinrichtung 1 entlang der Linie B-B nach 3. Das sich am Stator 11 abstützende Drehmoment wird wiederum über die Verdrehsicherung am Innenring 2 des Freilaufs abgestützt. Die Drehmomentabstützung ist dabei gleichzeitig mit der Stromzufuhr für die Spule 10 gekoppelt. Die Drehdurchführung für die Stromzufuhr zu Stator 11 und Rotor 12 wird vorzugsweise über die Kugellager 13.1, 13.2 realisiert, da sie gegenüber beispielsweise einer Schleifringlösung nahezu keinen Verschleiß aufweisen und wirkungsgradtechnische Vorteile besitzen. 5 shows a section through the freewheel device 1 along the BB line 3 , That's on the stator 11 supporting torque is in turn via the rotation on the inner ring 2 supported by the freewheel. The torque support is simultaneously with the power supply for the coil 10 coupled. The rotary feedthrough for the power supply to the stator 11 and rotor 12 is preferably over the ball bearings 13.1 . 13.2 realized because they have, for example, a slip ring solution almost no wear and have efficiency advantages.

Eine Umschaltung des Elektromotors, wodurch eine Änderung der Drehrichtung des Käfigs 4 erreicht wird, erfolgt durch Umpolen der beiden die Stromzufuhr realisierenden Stromzuleitungen 15. Dafür ist eine elektrische Isolierung der beiden Stromzuleitungen 15 zueinander notwendig. Dies wird durch das Übertragungselement 14 gewährleistet, das aus einem elektrisch isolierenden Material besteht (z. B. aus Kunststoff).A changeover of the electric motor, causing a change in the direction of rotation of the cage 4 is achieved takes place by reversing the polarity of the two current supply realizing power supply lines 15 , This is an electrical insulation of the two power supply lines 15 necessary to each other. This is done by the transmission element 14 ensured, which consists of an electrically insulating material (eg made of plastic).

Soll der Freilauf umgeschaltet werden, wird der Stator 11 über die Stromzuleitungen 15 bestromt, wodurch der Rotor 12 rotiert und damit der als Rotor ausgebildete Käfig 4 verdreht wir. Nach Erreichen einer der beiden Endpositionen des Käfigs 4 wird das Drehmoment des Freilaufs in die entgegen gesetzte Richtung übertragen. Dies wird anhand des Drehmomentenflusses des Startergenerators erkannt. Somit wird die Bestromung des Stators 11 für die Freilaufumschaltung unterbrochen. Soll nun der Freilauf wieder in seine Ursprungsposition geschaltet werden, wird durch Umpolen der Stromzuleitungen 15 für den Stator 11 die entsprechende Verdrehung des Käfigs 4 realisiert. Die Bestromung ist beendet, sobald der Startergenerator die Umschaltung und demzufolge den Drehmomentenfluss erkannt hat.If the freewheel is to be switched, the stator 11 via the power supply lines 15 energized, causing the rotor 12 rotates and thus designed as a rotor cage 4 we twist. After reaching one of the two end positions of the cage 4 the torque of the freewheel is transmitted in the opposite direction. This is detected by the torque flux of the starter generator. Thus, the energization of the stator 11 interrupted for the freewheel switchover. If now the freewheel should be switched back to its original position, by reversing the polarity of the power supply lines 15 for the stator 11 the corresponding twisting of the cage 4 realized. The energization is completed as soon as the starter generator has detected the changeover and, consequently, the torque flow.

Die Umschaltung mittels integrierten Elektromotors kann gemäß eines nicht dargestellten Ausführungsbeispiels auch so realisiert werden, dass der Käfig 4 stets eine Vorzugsrichtung aufweist (beispielsweise durch die Wirkung einer oder mehrerer Federn Feder und/oder eines Permanentmagneten). Durch Bestromen des Stators wird der Käfig verdreht. Eine Fixierung des Käfigs in der gewünschten Stellung ist dann nur durch permanentes Bestromen des Stators möglich, da dieser gegen die Vorzugsrichtung (durch Feder oder Magnet bewirkt) den Käfig in Position halten muss. Vorteilhaft an dieser Ausführung der umschaltbaren Freilaufeinrichtung ist, dass ein Umpolen des Elektromotors nicht notwendig ist. Dadurch muss die Drehdurchführung nicht zweifach, sondern nur einfach vorgesehen werden, d. h. anstelle von zwei Kugellagern wird nur eins benötigt.The switching by means of an integrated electric motor can also be realized in accordance with an embodiment, not shown, in such a way that the cage 4 always has a preferred direction (for example, by the action of one or more springs spring and / or a permanent magnet). By energizing the stator, the cage is twisted. A fixation of the cage in the desired position is then possible only by permanent energization of the stator, as this against the preferred direction (by spring or magnet causes) must hold the cage in position. An advantage of this embodiment of the switchable freewheel device that polarity reversal of the electric motor is not necessary. As a result, the rotary feedthrough does not have to be double, but only simple, ie only one is needed instead of two ball bearings.

Möglich ist auch gemäß eines nicht weiteren dargestellten Ausführungsbeispiels der Einsatz eines am Gehäuse fixierten Stators, der nicht mitrotierend ist. Allerdings bedarf es hierbei einer Positionserkennung des Rotors, um die jeweilige Spule zu bestromen und somit die Verdrehung des Käfigs zu gewährleisten.It is also possible according to a non-illustrated embodiment, the use of a stator fixed to the housing, which is not co-rotating. However, this requires a position detection of the rotor in order to energize the respective coil and thus to ensure the rotation of the cage.

In 6 sind die Prinzipskizzen der zwei Möglichkeiten der Anordnung eines Luftspalts LS zwischen Stator 11 und Rotor 12 des Elektromotors dargestellt. Die Pfeife zeigen hierbei die Drehrichtung des Rotors 12 an.In 6 are the schematic diagrams of the two ways of arranging an air gap LS between the stator 11 and rotor 12 represented by the electric motor. The whistle here show the direction of rotation of the rotor 12 at.

Auf der linken Seite der 6 ist das Prinzip des Elektromotors aufgeführt, bei dem sich ein radialer Luftspalt LS einstellt – der Rotor 12 kann sich um 360° verdrehen. On the left side of the 6 is the principle of the electric motor listed, in which sets a radial air gap LS - the rotor 12 can twist 360 °.

Auf der rechten Seite wird ein axialer Luftspalt LS eingestellt – vergleichbar mit einem Hubmagneten. Da hierbei der Rotorpol auf den Statorpol trifft, kommt es zu einem Formschluss. Eine 360°-Drehung ist dadurch nicht möglich. Ein Vorteil der letzteren Variante besteht in dem etwas größeren Wirkradius, wodurch sich ein größeres Drehmoment einstellt. Nachteilig hingegen ist der eingeschränkte Verdrehbereich des Käfigs 4 auf Grund der Magnetkraft. Der Kä4 und der Stator 11 sollten möglichst gemeinsam gelagert sein, um so den Luftspalt LS zwischen Stator 11 und Rotor 12 klein zu halten.On the right side, an axial air gap LS is set - comparable to a lifting magnet. Since in this case the rotor pole meets the stator pole, a positive connection occurs. A 360 ° rotation is not possible. An advantage of the latter variant is the slightly larger effective radius, which sets a larger torque. The disadvantage, however, is the limited range of rotation of the cage 4 due to the magnetic force. The Ka 4 and the stator 11 should be stored together as possible, so as to the air gap LS between the stator 11 and rotor 12 to keep small.

Neben den weiter oben beschriebenen Merkmalen zeichnet sich die Freilaufeinrichtung 1 auch dadurch aus, dass eine Dämpfung der Kurbelwellenschwingungen im Generatorbetrieb mittels Freilauf erfolgt, wobei der Freilauf nicht fliehkraftabhebend ausgeführt ist. Zusammenfassend ist festzuhalten, dass der Freilauf über die gegenüberliegende Rampengeometrie 7 umschaltbar ist, wodurch eine Drehmomentenübertragung in die entgegen gesetzte Richtung stattfindet. Die Umschaltung erfolgt über eine Verdrehung des Käfigs 4, wodurch die Klemmrollen 5 auf die gegenüberliegende Klemmbahn auf dem Innenring 2 bewegt werden. Dabei ist der Käfig 4 rotatorisch durch zwei Endpositionen definiert. Die Verdrehsicherung des Käfigs 4 wird durch einen Form-/Reibschluss zwischen Käfig 4 und Innenring 2 verwirklicht. Der den Rotor 11 des Elektromotors/Startergenerators darstellende Käfig 4 kann auch über ein Zusatzelement mit dem Käfig 4 verdrehsicher fixiert werden. Die Anzahl der Pole des Stators 11 und des Rotors 12 sind dem Drehmoment entsprechend zu wählen. Ebenso ist der Abstand der Pole auf dem Stator 11 so vorzusehen, dass innerhalb des Verdrehbereiches des Käfigs 4 ein konstanter Drehmomentenverlauf in Umfangsrichtung verwirklicht werden kann. Der Rotor 12 ist dabei gegen den Innenring 2 und die Stromzuführung gegen die Umgebung elektrisch zu isolieren. Die Drehübertragung für die Stromzufuhr erfolgt hier mittels einen geringen Verschleiß aufweisenden Kugellager 13.1, 13.2.In addition to the features described above, the freewheel device is characterized 1 also characterized in that an attenuation of the crankshaft vibrations in generator mode by means of freewheeling, wherein the freewheel is not executed centrifugal force. In summary, it should be noted that the freewheel on the opposite ramp geometry 7 is switchable, whereby a torque transmission takes place in the opposite direction. Switching takes place via a rotation of the cage 4 , causing the pinch rollers 5 on the opposite clamping track on the inner ring 2 to be moved. Here is the cage 4 rotatory defined by two end positions. The anti-twist protection of the cage 4 is due to a form / frictional engagement between the cage 4 and inner ring 2 realized. The the rotor 11 of the electric motor / starter generator cage 4 can also have an additional element with the cage 4 be fixed against rotation. The number of poles of the stator 11 and the rotor 12 should be selected according to the torque. Similarly, the distance of the poles on the stator 11 to be provided so that within the twisting range of the cage 4 a constant torque curve in the circumferential direction can be realized. The rotor 12 is against the inner ring 2 and electrically isolating the power supply from the environment. The rotary transmission for the power supply takes place here by means of a low wear ball bearing 13.1 . 13.2 ,

Einen guten Wirkungsgrad weist auch die Anordnung der Drehdurchführung auf kleinem Durchmesser auf.Good efficiency also has the arrangement of the rotary feedthrough on a small diameter.

Sind für die Umpolung des Elektromotors/Startergenerators zwei Drehübertragungen vorgesehen, so sind sie elektrisch zueinander zu isolieren. Für ein hohes Drehmoment sind Statur 11 und Rotor 12 auf einem großen Durchmesser (entsprechend dem Bauraum) zu wählen.Are two rotational transmissions provided for the polarity reversal of the electric motor / starter generator, they are electrically insulated from each other. For a high torque are stature 11 and rotor 12 on a large diameter (according to the installation space) to choose.

Die erfindungsgemäße umschaltbare Freilaufeinrichtung 1 wird somit durch die Integration des Elektromotors möglich, wobei der Rotor 12 Bestandteil des Käfigs 4 ist oder mit diesen verdrehfest gekoppelt ist und der Stator 11 verdrehsicher auf dem Innenring 2 fixiert ist. Die Stromübertragung erfolgt mittels Drehübertragung vom stehenden Gehäuse auf die rotierende Riemenscheibe. Die erfindungsgemäße Freilaufeinrichtung 1 stellt eine kompakte Baueinheit dar, die sowohl den Standklimatisierungsbetrieb als auch den Boostbetrieb durch den Startergenerator ermöglicht. Die Umschaltung des Freilaufs erlaubt einen Momentenfluss von dem Riementrieb auf die Kurbelwelle, wodurch die Boost-Funktion des Generators zur Unterstützung des Verbrennungsmotors zur Wirkung kommt.The switchable freewheel device according to the invention 1 is thus possible by the integration of the electric motor, wherein the rotor 12 Part of the cage 4 is or is rotationally coupled and the stator 11 against rotation on the inner ring 2 is fixed. The power transmission takes place by means of rotary transmission from the stationary housing to the rotating pulley. The freewheel device according to the invention 1 represents a compact unit that allows both the stationary air conditioning operation as well as the boost operation by the starter generator. The switching of the freewheel allows a flow of torque from the belt drive to the crankshaft, whereby the boost function of the generator comes into operation to support the internal combustion engine.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
FreilaufeinrichtungFreewheel device
22
Innenringinner ring
33
Außenringouter ring
44
KäfigCage
55
Klemmrollenclamping rollers
66
MontageschraubeMounting screw
77
Rampengeometrie/RampenkonturRamp geometry / ramp contour
88th
Nockencam
99
Aussparungenrecesses
1010
SpuleKitchen sink
1111
Statorstator
1212
Rotorrotor
13.113.1
Kugellagerball-bearing
13.213.2
Kugellagerball-bearing
1414
Übertragungselementtransmission element
1515
Stromzuleitungpower supply
AA
Rotationsachseaxis of rotation
LSLS
Luftspaltair gap
RSRS
Riemenscheibepulley
WW
Kurbelwellecrankshaft
αα
Verdrehwinkelangle of twist

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 10359632 A1 [0005] DE 10359632 A1 [0005]
  • DE 10253495 A1 [0006] DE 10253495 A1 [0006]
  • DE 10258907 A1 [0007] DE 10258907 A1 [0007]
  • DE 102008011479 A1 [0008] DE 102008011479 A1 [0008]

Claims (10)

Umschaltbare Freilaufeinrichtung (1), mit einem Innenring (2) und einem dazu relativ verdrehbaren Außenring (3) sowie dazwischen in einem Freilaufkäfig (4) angeordneten Klemmkörpern in Form von Klemmrollen (5), welche ein Drehmoment zwischen Innenring (2) und Außenring (3) übertragen, wobei der Innenring (2) in Richtung zum Freilaufkäfig (4) eine Rampenkontur (7) und der Freilaufkäfig (4) eine dazu korrespondierende Kontur aufweisen, derart, dass bei Verdrehung des Freilaufkäfigs (4) die Umschaltung der Freilaufeinrichtung (1) erfolgt.Reversible freewheel device ( 1 ), with an inner ring ( 2 ) and a relatively rotatable outer ring ( 3 ) and in between in a freewheel cage ( 4 ) arranged clamping bodies in the form of clamping rollers ( 5 ), which torque between inner ring ( 2 ) and outer ring ( 3 ), wherein the inner ring ( 2 ) towards the freewheel cage ( 4 ) a ramp contour ( 7 ) and the freewheel cage ( 4 ) have a corresponding contour, such that upon rotation of the freewheel cage ( 4 ) the switching of the freewheel device ( 1 ) he follows. Umschaltbare Freilaufeinrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Freilaufkäfig (4) zwischen zwei Endpositionen verdrehbar ist.Reversible freewheel device ( 1 ) according to claim 1, characterized in that the freewheel cage ( 4 ) is rotatable between two end positions. Umschaltbare Freilaufeinrichtung (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Verdrehung des Freilaufkäfigs (4) und die daraus resultierende Umschaltung der Freilaufeinrichtung (1) mittels eines einen Stator (11) und einen Rotor (12) aufweisenden Elektromotors (E-Motor) erfolgt.Reversible freewheel device ( 1 ) according to claim 1 or 2, characterized in that the rotation of the freewheel cage ( 4 ) and the resulting switching of the freewheel device ( 1 ) by means of a stator ( 11 ) and a rotor ( 12 ) having electric motor (electric motor) takes place. Umschaltbare Freilaufeinrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor (12) des E-Motors den Freilaufkäfig (4) bildet oder mit diesem verbunden ist und dass der Stator (11) des Motors entweder verdrehsicher mit dem Innenring (2) gekoppelt ist und mit diesem mitdreht oder an einem stehenden Gehäuse gelagert ist.Reversible freewheel device ( 1 ) according to one of claims 1 to 3, characterized in that the rotor ( 12 ) of the electric motor, the freewheel cage ( 4 ) or is connected to it and that the stator ( 11 ) of the motor either against rotation with the inner ring ( 2 ) is coupled and rotates with this or stored on a stationary housing. Umschaltbare Freilaufeinrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass diese eine Einrichtung zur Positionserkennung des Rotors (12) aufweist.Reversible freewheel device ( 1 ) according to one of claims 1 to 4, characterized in that it comprises means for detecting the position of the rotor ( 12 ) having. Umschaltbare Freilaufeinrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Stromzufuhr über das stehende Gehäuse zum Rotor (12) und zum Stator (11) des E-Motors erfolgt.Reversible freewheel device ( 1 ) according to one of claims 1 to 5, characterized in that the electrical power supply via the stationary housing to the rotor ( 12 ) and to the stator ( 11 ) of the electric motor. Umschaltbare Freilaufeinrichtung (1) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Stromzufuhr mittels Drehübertragung jeweils über einen Schleifkontakt oder ein Wälzlager realisiert wird.Reversible freewheel device ( 1 ) according to claim 6, characterized in that the electrical power supply is realized by means of rotary transmission in each case via a sliding contact or a rolling bearing. Umschaltbare Freilaufeinrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Stromzuleitungen (15) zum Stator (11) und zum Rotor (12) des E-Motors zueinander elektrisch isoliert sind.Reversible freewheel device ( 1 ) according to one of claims 1 to 7, characterized in that the power supply lines ( 15 ) to the stator ( 11 ) and the rotor ( 12 ) of the electric motor are electrically insulated from each other. Umschaltbare Freilaufeinrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Drehmoment und dessen Verlauf durch die Anzahl der Pole des Stators (11) und des Rotors (12) sowie den Abstand der Pole zueinander einstellbar ist.Reversible freewheel device ( 1 ) according to one of claims 1 to 8, characterized in that the torque and its course by the number of poles of the stator ( 11 ) and the rotor ( 12 ) and the distance between the poles is adjustable to each other. Umschaltbare Freilaufeinrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass – entweder eine Änderung der Drehrichtung des Freilaufkäfigs (4) durch Umpolung des E-Motors erzielbar ist oder – dass der Freilaufkäfig (4) in eine Vorzugsrichtung mit einer Kraft/einem Moment beaufschlagbar ist und dass dazu eine Federkraft und/oder eine magnetisch induzierte Kraft auf den Freilaufkäfig (4) wirkt, derart. dass eine Änderung der Drehrichtung des Käfigs (4) ohne Umpolung erzielbar ist, indem der Käfig (4) mittels der Wirkung der Federkraft und/oder der magnetisch induzierten Kraft in einer Vorzugsrichtung verbleibt.Reversible freewheel device ( 1 ) according to one of claims 1 to 9, characterized in that - either a change in the direction of rotation of the freewheel cage ( 4 ) is achieved by reversing the polarity of the electric motor or - that the freewheel cage ( 4 ) can be acted upon in a preferred direction with a force / moment and in that a spring force and / or a magnetically induced force on the freewheel cage ( 4 ) works, so. that a change in the direction of rotation of the cage ( 4 ) can be achieved without reversing the polarity by 4 ) remains in a preferred direction by means of the action of the spring force and / or the magnetically induced force.
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DE10253495A1 (en) 2001-12-14 2003-09-11 Ina Schaeffler Kg Free-wheel device for belt-driven starter generator has two axially offset free-wheel devices in annular gap with opposing working principles, direction dependent locking, free-wheel functions
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