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Die vorliegende Erfindung betrifft einen Freilauf mit einem ersten Laufring, einem zweiten Laufring, einem zwischen dem ersten und zweiten Laufring ausgebildeten Klemmspalt und mindestens einem Klemmelement in dem Klemmspalt, wobei dem Klemmelement eine Seitenwand zugeordnet ist, an der das mindestens eine Klemmelement abstützbar oder abgestützt ist. Darüber hinaus betrifft die vorliegende Erfindung eine Freilaufanordnung in einem Antriebsstrang mit einem solchen Freilauf.
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Aus dem Stand der Technik sind Freilaufanordnungen in dem Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs bekannt, die einen Freilauf aufweisen. Die bekannten Freiläufe weisen einen ersten Laufring, einen zweiten Laufring, einen zwischen dem ersten und zweiten Laufring ausgebildeten Klemmspalt und mindestens ein Klemmelement in dem Klemmspalt auf. Dem Klemmspalt ist eine Seitenwand zugeordnet, an der das mindestens eine Klemmelement abstützbar oder abgestützt ist. Ein erstes Drehmomentübertragungselement ist drehfest mit dem ersten Laufring verbunden, wobei das erste Drehmomentübertragungselement mit der Ausgangsseite einer Antriebseinheit in Drehmitnahmeverbindung steht. Ein zweites Drehmomentübertragungselement ist hingegen drehfest mit dem zweiten Laufring verbunden, wobei das zweite Drehmomentübertragungselement mit einer Ausgangsseite eines Anlassers in Drehmitnahmeverbindung steht. Innerhalb einer solchen Freilaufanordnung kann die Ausgangsseite des Anlassers permanent mit dem zweiten Drehmomentübertragungselement in Drehmitnahmeverbindung stehen, zumal der mit der Ausgangsseite der Antriebseinheit in Drehmitnahmeverbindung stehende erste Laufring von dem mit der Ausgangsseite des Anlassers in Drehmitnahmeverbindung stehenden zweiten Laufring entkoppelt ist, sobald die Drehzahl des ersten Laufrings größer als die Drehzahl des zweiten Laufrings ist, was auf die erhöhte Drehzahl der Ausgangsseite der Antriebseinheit zurückzuführen ist, nachdem die Antriebseinheit mit Hilfe des Anlassers gestartet wurde.
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Die bekannten Freiläufe innerhalb der Freilaufanordnungen in einem Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs haben sich grundsätzlich bewährt, jedoch zeigen die Freiläufe ein verstärktes Hystereseverhalten, also eine relativ große Differenz zwischen einer Freigabe- oder Abhebedrehzahl, die sich bei ansteigender Geschwindigkeit der Ausgangsseite der Antriebseinheit einstellt und bei der der erste und zweite Laufring entkoppelt werden, und einer Klemm- oder Wiedereingriffsdrehzahl, die sich bei geringer werdender Geschwindigkeit der Ausgangsseite der Antriebseinheit einstellt und bei der der erste und zweite Laufring wieder durch das mindestens eine Klemmelement miteinander gekoppelt werden.
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Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Freilauf mit einem weniger stark ausgeprägten Hystereseverhalten zu schaffen. Der vorliegenden Erfindung liegt darüber hinaus die Aufgabe zugrunde, eine Freilaufanordnung in einem Antriebsstrang, vorzugsweise in dem Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs, zu schaffen, die einen derart vorteilhaften Freilauf aufweist.
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Diese Aufgabe wird durch die in den Patentansprüchen 1 bzw. 10 angegebenen Merkmale gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Der erfindungsgemäße Freilauf weist einen ersten Laufring, einen zweiten Laufring, einen zwischen dem ersten und zweiten Laufring ausgebildeten Klemmspalt und mindestens ein Klemmelement innerhalb des Klemmspalts auf. Die beiden Laufringe können beispielsweise radial geschachtelt angeordnet sein, so dass auch von einem Außenring und einem Innenring gesprochen werden kann. Der erste oder/und zweite Laufring ist vorzugsweise als ringscheibenförmiges Blechteil oder Blechformteil ausgebildet, um einen geringen axialen Bauraumbedarf des Freilaufs sicherzustellen. Das Klemmelement kann grundsätzlich eine beliebige Außenkontur aufweisen, wenngleich es bevorzugt ist, wenn das Klemmelement eine kreisrunde Außenkontur aufweist und mithin als Klemmrolle ausgebildet ist. Dem Klemmspalt ist eine Seitenwand zugeordnet, an der das mindestens eine Klemmelement abstützbar oder abgestützt ist. Wenngleich hierin stets von einer Seitenwand die Rede ist, so umfasst dieser Begriff auch allgemein ein Seitenteil, an dem das mindestens eine Klemmelement abstützbar oder abgestützt ist. Die Seitenwand ist vorzugsweise als, gegebenenfalls ringscheibenförmiges, Blechteil oder Blechformteil ausgebildet, um den axialen Bauraumbedarf zu reduzieren. Erfindungsgemäß ist die der Seitenwand zugewandte Seite des Klemmelements oder/und die dem Klemmelement zugewandte Seite der Seitenwand mit einer reibungs-, verschleiß- oder/und korrosionsverringernden Beschichtung versehen. Als Beschichtung kommt hier jedwede Schicht in Frage, die geeignet ist, die Reibung zwischen Klemmelement und Seitenwand, den Verschleiß an dem Klemmelement bzw. der Seitenwand oder/und die Korrosion an dem Klemmelement bzw. der Seitenwand zu verringern. Beispielhaft sei hier auf Beschichtungen in Form von bekannten Hartstoffschichten verwiesen, deren Schichtmaterial beispielsweise TiAlN, AlTiN, TiAlSiN, AlCrN, AlCrSiN, TiN, TiCN, CrN, TiB2, Al2O3 oder TiAlN+C beinhalten oder daraus bestehen kann. Darüber hinaus kommt als Beschichtung eine Kohlenstoffschicht in Frage, wie beispielsweise eine Plasmapolymerschicht, eine amorphe Kohlenstoffschicht oder eine kristalline Kohlenstoffschicht. Die Beschichtung hat den Vorteil, dass die Reibung zwischen dem Klemmelement und der Seitenwand verringert ist, was beispielsweise durch die geringere Oberflächenrauigkeit der Reibpartner erzielt werden kann. Dies hat letztlich zur Folge, dass die eingangs genannte Freigabe- oder Abhebedrehzahl und die Klemm- oder Wiedereingriffsdrehzahl weniger stark differieren, so dass das Hystereseverhalten des Freilaufs verbessert ist. Darüber hinaus wird der Verschleiß oder/und die Korrosion an dem Klemmelement bzw. der Seitenwand verringert, wodurch nicht nur die Standzeit des Freilaufs erhöht, sondern vielmehr auch das Hystereseverhalten verbessert wird. Alternativ zu der reibungs-, verschleiß- oder/und korrosionsverringernden Beschichtung kann die der Seitenwand zugewandte Seite des Klemmelements oder/und die dem Klemmelement zugewandte Seite der Seitenwand unter Erzielung einer reibungs-, verschleiß- oder/und korrosionsverringernden Wirkung oberflächenbehandelt sein. Hierbei kommen alle bekannten Oberflächenbehandlungsverfahren in Frage, die einen entsprechenden Effekt auf die Reibung zwischen Klemmelement und Seitenwand, den Verschleiß an Klemmelement bzw. Seitenwand oder/und die Korrosion an dem Klemmelement bzw. der Seitenwand haben. Beispielhaft sei an dieser Stelle auf Polier- oder Schleifverfahren verwiesen, durch die die Oberflächenrauigkeit herabgesetzt werden kann. Jedoch zählen hierzu auch Oberflächenmodifikationsverfahren, bei denen fremde Stoffteile in die Oberflächenrandzone eines Substrats, hier des Klemmelements oder der Seitenwand, eingebracht werden, um die reibungs-, verschleiß- oder/und korrosionsverringernde Wirkung zu erzielen. Als Oberflächenmodifikationsverfahren kommt vorzugsweise Nitrieren, besonders bevorzugt Plasmanitrieren, Gasnitrieren oder Badnitrieren, in Betracht, gegebenenfalls mit anschließendem Oxidieren.
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In einer vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Freilaufs ist ein Federelement zum Vorspannen des Klemmelements in eine vorbestimmte Position vorgesehen. So kann das Klemmelement mittels des Federelements beispielsweise in eine Klemmposition vorgespannt sein, in der das Klemmelement eine Drehung des ersten Laufrings relativ zu dem zweiten Laufring in einer ersten Umfangsrichtung verhindert, wobei das Klemmelement entgegen der Rückstellkraft des Federelements in eine Löseposition bewegt werden kann, in der der erste Laufring in einer entgegengesetzten zweiten Umfangsrichtung relativ zu dem zweiten Laufring drehbar ist.
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Um das Hystereseverhalten des Freilaufs zu verbessern, ist das Federelement in einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Freilaufs an der Beschichtung oder der oberflächenbehandelnden Seite der Seitenwand abstützbar oder abgestützt. Alternativ oder ergänzend weist das Federelement auf seiner der Seitenwand zugewandten Seite eine reibungs-, verschleiß- oder/und korrosionsverringernde Beschichtung auf oder wurde unter Erzielung einer Verringerung der Reibung zwischen Federelement und Seitenwand, des Verschleißes an dem Federelement bzw. der Seitenwand oder/und der Korrosion an dem Federelement bzw. der Seitenwand oberflächenbehandelt. Hinsichtlich der Beschichtung oder der Oberflächenbehandlung sei auf die vorangehenden Ausführungen verwiesen, die in entsprechender Weise gelten können.
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In einer besonders bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Freilaufs weist das Federelement – ähnlich wie eine Schraubenfeder – einen langgestreckten Federkörper auf. Der langgestreckte Federkörper ist jedoch nicht schraubenförmig gewunden, vielmehr verläuft der langgestreckte Federkörper in einer Radialebene, also in einer von den radialen Richtungen des Freilaufs aufgespannten Ebene, wobei der langgestreckte Federkörper einen in radialer Richtung wellenartigen Verlauf aufweist. Es könnte auch davon gesprochen werden, dass der Federkörper einen wellenartigen Verlauf in Richtung der einander gegenüberliegenden oder radial geschachtelt angeordneten Laufringe aufweist. So kann der langgestreckte Federkörper beispielsweise einen in radialer Richtung gewellten oder zickzackförmigen Verlauf aufweisen, wobei der langgestreckte Federkörper dabei in der Radialebene verläuft. Indem der langgestreckte Federkörper in der Radialebene verläuft, ist dieser für den Einsatz innerhalb eines Klemmspaltes besonders geeignet, der bezogen auf die axiale Richtung eine besonders geringe Ausdehnung oder Breite aufweist. Mithin kann dank des in der Radialebene verlaufenden, langgestreckten Federkörpers des Federelements ein Freilauf mit besonders geringer axialer Baulänge geschaffen werden. Darüber hinaus ermöglicht der in radialer Richtung wellenartige Verlauf des langgestreckten Federkörpers, dass das Federelement in radialer Richtung eine wesentlich größere Ausdehnung als in axialer Richtung aufweisen kann. Mithin ist ein derartiges Federelement geeignet, sich über einen großen Teil der Breite in axialer Richtung und im Wesentlichen über die gesamte Höhe des Klemmspalts in radialer Richtung zu erstrecken und den Klemmspalt somit weitgehend auszufüllen. Dies hat den Vorteil, dass ein dem Klemmspalt entsprechend ausgebildetes Klemmelement besonders sicher an dem Federelement abstützbar ist, ohne dass diesbezüglich weitere Maßnahmen ergriffen werden müssten, wie dies beispielsweise bei einem als Schraubenfeder ausgebildeten Federelement der Fall ist, das dieselbe Ausdehnung in axialer Richtung und in radialer Richtung aufweist und mithin nicht geeignet ist, die Höhe eines relativ schmalen Klemmspaltes auszufüllen. Auch die Anbindung, Befestigung oder Abstützung des Federelements an dem ersten Laufring, dem zweiten Laufring oder der Seitenwand wird hierdurch vereinfacht.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Freilaufs ist der Federkörper von einem Blechteil oder Draht gebildet. Das Blechteil kann beispielsweise von einem Blechband gebildet sein, das in radialer Richtung einen wellenartigen Verlauf aufweist, wobei die Breitenrichtung des Blechbandes in diesem Falle vorzugsweise der axialen Richtung des Freilaufs entspricht. Der Draht kann beispielsweise einen kreisrunden Querschnitt aufweisen, so dass im Rahmen der Fertigung des Federelements auf einen genormten bzw. einfachen Draht zurückgegriffen werden kann, was den Fertigungsaufwand reduziert.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Freilaufs weist der Federkörper aufgrund seines in radialer Richtung wellenartigen Verlaufs radial außenliegende Wellenberge und radial innenliegende Wellentäler auf, zwischen denen sich Schenkel des Federkörpers erstrecken können. Derartige Schenkel sind vorzugsweise geradlinig ausgebildet bzw. weisen einen geradlinigen Verlauf auf. Bei dieser Ausführungsform ist es bevorzugt, wenn mindestens zwei, gegebenenfalls mindestens drei, Wellenberge und mindestens zwei, gegebenenfalls drei, Wellentäler vorgesehen sind.
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In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Freilaufs weist der Federkörper bezogen auf dessen Erstreckungsrichtung unterschiedliche Breiten in axialer Richtung auf. Auf diese Weise ist eine gegebenenfalls mögliche Kontaktfläche zwischen der Seitenwand und dem sich an der Seitenwand abstützenden Federelement reduziert, so dass auch die Reibung zwischen Federelement und Seitenwand reduziert ist. Dies hat zur Folge, dass das Hystereseverhalten des Freilaufs weiter verbessert ist. Überdies ist eine ungehinderte Funktionsweise des Federelements dank der verringerten Reibung zwischen Federelement und Seitenwand sichergestellt.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Freilaufs ist der Federkörper an dem ersten Laufring, dem zweiten Laufring oder der Seitenwand befestigt. Um hierbei eine einfache Montage sicherzustellen und einen sicheren Halt des Federkörpers an dem ersten Laufring, dem zweiten Laufring oder der Seitenwand zu gewährleisten, ist der Federkörper vorzugsweise verrastend an dem ersten Laufring, dem zweiten Laufring oder der Seitenwand befestigt.
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In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Freilaufs weist der erste Laufring eine dem Klemmelement zugewandte erste Lauffläche, der zweite Laufring eine dem Klemmelement zugewandte zweite Lauffläche und das Klemmelement eine an der ersten und zweiten Lauffläche abstützbare oder abgestützte Außenkontur auf. Hierbei ist es bevorzugt, wenn die erste Lauffläche, die zweite Lauffläche oder/und die Außenkontur mit einer verschleiß- oder/und korrosionsverringernden Beschichtung versehen ist. Alternativ oder ergänzend kann die erste Lauffläche, die zweite Lauffläche oder/und die Außenkontur unter Verringerung des Verschleißes an der ersten Lauffläche, der zweiten Lauffläche bzw. der Außenkontur oder/und der Korrosion an der ersten Lauffläche, der zweiten Lauffläche bzw. der Außenkontur oberflächenbehandelt sein. Hinsichtlich der möglichen Beschichtung oder Oberflächenbehandlung sei auf die vorangehenden Ausführungen verwiesen, die vorzugsweise in entsprechender Weise gelten.
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In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Freilaufs ist das Klemmelement als Klemmrolle ausgebildet. Unter einer Klemmrolle ist in diesem Zusammenhang insbesondere ein Klemmelement mit einem kreisförmigen Umfang bzw. einer kreisförmigen Außenkontur zu verstehen. Dabei ist das Verhältnis zwischen einer Breite und einem Außendurchmesser der Klemmrolle vorzugsweise gleich oder kleiner als 1:2 oder 1:3, besonders bevorzugt gleich oder kleiner als 1:4, gegebenenfalls gleich oder kleiner als 1:5. Dies hat den Vorteil, dass ein Freilauf geschaffen werden kann, der eine geringe axiale Baulänge aufweist, zumal die derart dimensionierte Klemmrolle selbst eine relativ geringe axiale Ausdehnung aufweist, so dass auch der Klemmspalt eine entsprechend geringe Ausdehnung in axialer Richtung aufweisen kann. Überdies weisen derart dimensionierte Klemmrollen eine relativ große, an der Seitenwand abstützbare Seite auf, so dass die zuvor erwähnte Beschichtung oder Oberflächenbehandlung des Klemmelements oder/und der Seitenwand besonders wichtig ist, um das dadurch relativ stark ausgeprägte Hystereseverhalten positiv zu beeinflussen. Auch entfaltet das zuvor erwähnte Federelement mit dem langgestreckten Federkörper, der in einer Radialebene verläuft und einen in radialer Richtung wellenartigen Verlauf aufweist, besonders zum Tragen, zumal nur ein entsprechend ausgebildeter Federkörper in der Lage ist, das Klemmelement sicher abzustützen und effektiv innerhalb des dem Klemmelement entsprechend dimensionierten Klemmspaltes aufgenommen zu werden.
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Wie bereits eingangs erläutert, kann als Beschichtung der Seiten des Klemmelements und der Seitenwand grundsätzlich jedwede Beschichtung in Frage kommen, die eine reibungs-, verschleiß- oder/und korrosionsverringernde Wirkung entfaltet. In entsprechender Weise kann als Beschichtung der Außenkontur des Klemmelements, der ersten Lauffläche oder/und der zweiten Lauffläche jedwede Beschichtung in Frage kommen, die eine verschleiß- oder/und korrosionsverringernde Wirkung entfaltet. In einer weiteren besonders vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Freilaufs ist die Beschichtung eine Kohlenstoffschicht, zumal diese insbesondere im Hinblick auf Reibung und Verschleiß eine positive Wirkung entfaltet. Unter einer Kohlenstoffschicht sind insbesondere Schichten zu verstehen, bei denen der überwiegende Bestandteil Kohlenstoff ist. Als Kohlenstoffschicht kommt beispielsweise eine Plasmapolymerschicht, eine amorphe Kohlenstoffschicht oder eine kristalline Kohlenstoffschicht in Frage. In diesem Zusammenhang hat sich insbesondere eine Beschichtung als vorteilhaft herausgestellt, die von einer amorphen Kohlenstoffschicht gebildet ist. Bei amorphen Kohlenstoffschichten wird häufig auch von DLC-Schichten (Diamant-Like-Carbon) gesprochen. So kommen bei dem erfindungsgemäßen Freilauf beispielsweise Beschichtungen in Form von einer wasserstofffreien amorphen Kohlenstoffschicht (a–C), einer tetraedisch wasserstofffreien amorphen Kohlenstoffschicht (ta-C), einer metallhaltigen wasserstofffreien amorphen Kohlenstoffschicht (a-C:Me), einer wasserstoffhaltigen amorphen Kohlenstoffschicht (a-C:H), einer tetraedischen wasserstoffhaltigen Kohlenstoffschicht (ta-C:H), einer metallhaltigen wasserstoffhaltigen amorphen Kohlenstoffschicht (a-C:H:Me) und einer modifizierten wasserstoffhaltigen amorphen Kohlenstoffschicht (a-C:H:X) in Frage, wobei das Metall (Me) beispielsweise Titan (Ti) und die Modifikation (X) beispielsweise Silizium (Si) oder Sauerstoff (O) sein kann.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Freilaufs weist die Beschichtung eine Schichtdicke zwischen 1 μm und 5 μm auf. Die genannte Schichtdicke hat sich angesichts der in dem Freilauf auftretenden Beanspruchung der Oberfläche als ausreichend erwiesen, wobei es durchaus ausreichend sein kann, wenn die Schichtdicke kleiner als 3 μm ist, wie dies weiterhin bevorzugt ist.
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Um ein sicheres Anhaften der Beschichtung an dem jeweiligen Körper, also beispielsweise dem Klemmelement, der Seitenwand, dem ersten oder dem zweiten Laufring, zu gewährleisten, ist die Beschichtung in einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Freilaufs unter Zwischenlage mindestens einer Zwischenschicht aus einem Schichtmaterial, das von dem Schichtmaterial der Beschichtung selbst abweicht, aufgebracht.
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In einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Freilaufs ist die Beschichtung durch eine physikalische Gasphasenabscheidung, also einem sogenannten PVD-Verfahren (physical vapour deposition), oder durch eine chemische Gasphasenabscheidung, also einem CVD-Verfahren (chemical vapour deposition), auf die jeweilige Komponente des Freilaufs aufgebracht. Hiervon mit umfasst sind auch Aufbringungsverfahren, die eine Mischform zwischen der physikalischen oder chemischen Gasphasenabscheidung darstellen.
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Um ein Drehmoment von oder auf den ersten und zweiten Laufring übertragen zu können, weist der Freilauf in einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform desselben ein erstes und zweites Drehmomentübertragungselement auf. So ist das erste Drehmomentübertragungselement drehfest mit dem ersten Laufring verbunden, um eine Drehmomentübertragung zwischen einer Ausgangsseite einer Antriebseinheit und dem ersten Laufring zu ermöglichen. Alternativ oder ergänzend ist das zweite Drehmomentübertragungselement drehfest mit dem zweiten Laufring verbunden, um eine Drehmomentübertragung zwischen einer Ausgangsseite eines Anlassers und dem zweiten Laufring zu ermöglichen. Bei dem ersten oder/und zweiten Drehmomentübertragungselement handelt es sich vorzugsweise um ein, gegebenenfalls ringscheibenförmiges, Blechteil oder Blechformteil, um aufgrund der Dünnwandigkeit eines Blechteils oder Blechformteils eine besonders geringe axiale Baulänge des Freilaufs zu erzielen und dennoch relativ hohe Drehmomente übertragen zu können. Überdies ist die Fertigung durch Verwendung von Blechteilen oder Blechformteilen vereinfacht. Das erste Drehmomentübertragungselement ist vorzugsweise als Flexplate ausgebildet, die geeignet ist, eine axiale Verlagerung oder/und eine Taumelbewegung zwischen der Ausgangsseite der Antriebseinheit und dem ersten Laufring auszugleichen. Abweichend hiervon kann das erste Drehmomentübertragungselement jedoch auch von einem Schwungrad gebildet sein, das dann vorzugsweise als Guss- oder/und Drehteil ausgebildet ist. Aufgrund der Verbindung des zweiten Laufrings über das zweite Drehmomentübertragungselement mit der Ausgangsseite des Anlassers kann das zweite Drehmomentübertragungselement auch als Starterrad bezeichnet werden. So kann das zweite Drehmomentübertragungselement insbesondere im Wesentlichen von dem zuvor erwähnten, gegebenenfalls ringscheibenförmigen, Blechteil oder Blechformteil gebildet sein, an dem ein Starterzahnkranz befestigt ist.
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In einer weiteren besonders vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Freilaufs ist die Seitenwand, an der das Klemmelement abstützbar oder abgestützt ist, separat von dem ersten und zweiten Drehmomentübertragungselement ausgebildet. Unter einer separat von dem ersten und zweiten Drehmomentübertragungselement ausgebildeten Seitenwand ist in diesem Zusammenhang eine Seitenwand zu verstehen, die nicht einstückig mit dem ersten und zweiten Drehmomentübertragungselement ausgebildet und allenfalls an einem der beiden Drehmomentübertragungselemente nachträglich befestigt wurde. Dies hat den Vorteil, dass eine Seitenwand geschaffen ist, die im Rahmen der Fertigung zunächst unabhängig von den Drehmomentübertragungselementen beschichtet oder oberflächenbehandelt werden kann, um die Seitenwand erst anschließend mit den weiteren Bestandteilen des Freilaufs zusammenzufügen. Hierdurch wird die Fertigung deutlich vereinfacht. Um trotz der separat von dem ersten und zweiten Drehmomentübertragungselement ausgebildeten Seitenwand eine besonders geringe axiale Baulänge des Freilaufs zu erzielen, ist die Seitenwand bei dieser Ausführungsform vorzugsweise als Ringscheibe oder ringscheibenförmiges Blechteil oder Blechformteil ausgebildet.
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Abweichend von der vorangehend beschriebenen Ausführungsform ist die Seitenwand in einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Freilaufs einstückig mit dem ersten oder zweiten Drehmomentübertragungselement ausgebildet. Diese Ausführungsform kann insbesondere dann vorteilhaft sein, wenn die Seitenwand selbst keine Beschichtung aufweisen oder/und Oberflächenbehandlung erfahren soll.
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In einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Freilaufs sind dem Klemmspalt sowohl die zuvor erwähnte Seitenwand als auch eine weitere Seitenwand, mithin zwei Seitenwände, zugeordnet, an denen das mindestens eine Klemmelement in einander entgegengesetzten Richtungen abstützbar oder abgestützt ist. Für die weitere Seitenwand können die vorangehenden Ausführungen zu der erstgenannten Seitenwand in entsprechender Weise gelten. Beide Seitenwände sind vorzugsweise drehfest mit nur einem der beiden Laufringe, also entweder dem ersten Laufring oder dem zweiten Laufring, verbunden. Es ist ferner bevorzugt, wenn die beiden Seitenwände separat von dem Laufring, also nicht einstückig mit diesem, ausgebildet sind.
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In einer weiteren besonders vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Freilaufs sind beide Seitenwände, an denen das mindestens eine Klemmelement in einander entgegengesetzten Richtungen abstützbar oder abgestützt ist, separat von dem ersten und zweiten Drehmomentübertragungselement ausgebildet. Mithin sind die beiden Seitenwände weder einstückig mit dem ersten Drehmomentübertragungselement noch einstückig mit dem zweiten Drehmomentübertragungselement ausgebildet, allenfalls an einem der Drehmomentübertragungselemente befestigt. Hinsichtlich der Vorteile sei auf die vorangehende Beschreibung verwiesen. Auch bei der vorliegenden Ausführungsform sind die beiden Seitenwände vorzugsweise jeweils als Ringscheibe oder ringscheibenförmiges Blechteil oder Blechformteil ausgebildet.
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Die erfindungsgemäße Freilaufanordnung in einem Antriebsstrang weist einen Freilauf der zuvor beschriebenen, erfindungsgemäßen Art auf.
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In einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Freilaufanordnung ist der Freilauf als trockenlaufender Freilauf ausgebildet. Mit anderen Worten sind die Klemmelemente in einem Klemmspalt angeordnet, der nicht mit einem Kühl- oder/und Schmiermittel wie beispielsweise Öl oder Fett gefüllt ist. Dank der zuvor erwähnten Beschichtung oder Oberflächenbehandlung ist dennoch ein besonders verschleißarmer Freilauf mit verbessertem Hystereseverhalten geschaffen, wenngleich angemerkt sei, dass die Beschichtung oder Oberflächenbehandlung auch entsprechende Vorteile bei Freilaufanordnungen erzielt, deren Freilauf als nasslaufender Freilauf ausgebildet ist.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Freilaufanordnung steht das zweite Drehmomentübertragungselement des Freilaufs permanent mit der Ausgangsseite des Anlassers in Drehmitnahmeverbindung.
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In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Freilaufanordnung ist der zweite Laufring über ein Radiallager an der Ausgangsseite der Antriebseinheit oder an einem feststehenden Gehäuse abgestützt, wobei es sich bei dem feststehenden Gehäuse beispielsweise um das Gehäuse der Antriebseinheit handeln kann. Als Radiallager kommt beispielsweise ein Wälzlager in Frage, das überdies abgedichtet sein kann. Es hat es sich jedoch als vorteilhaft herausgestellt, wenn das Radiallager als Gleitlager ausgebildet ist, wobei das Gleitlager besonders bevorzugt als trockenes Gleitlager bzw. trockenlaufendes Gleitlager ausgebildet sein sollte. Dabei kann das Gleitlager beispielsweise als abgedichtetes Gleitlager ausgebildet sein. Es hat sich ferner als vorteilhaft herausgestellt, wenn zumindest einer der Gleitpartner des Gleitlagers von einer Beschichtung gebildet ist, wobei hinsichtlich dieser Beschichtung auf die zuvor erwähnten möglichen Beschichtungsarten verwiesen sei. Die Beschichtung kann beispielsweise an der dem Klemmspalt abgewandten Seite des zweiten Laufrings vorgesehen sein.
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In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Freilaufanordnung ist der zweite Laufring mittelbar oder unmittelbar an der Ausgangsseite der Antriebseinheit abgestützt. Im Falle einer mittelbaren Abstützung erfolgt die Abstützung über das Gleitlager sowie über das erste Drehmomentübertragungselement oder eine an dem ersten Drehmomentübertragungselement vorgesehene Freilaufnabe.
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Die Erfindung wird im Folgenden anhand beispielhafter Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
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1 eine teilweise Seitenansicht einer Freilaufanordnung mit einer ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Freilaufs in teilweise geschnittener Darstellung,
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2 eine vergrößerte Darstellung des Ausschnitts A von 1,
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3 eine Ansicht entlang der Schnittlinie B-B in 1,
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4 eine Draufsicht auf den Federkörper aus 3 in Alleinstellung und vergrößerter Darstellung,
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5 den Freilauf aus 2 und 3 mit dem Klemmelement in der Löseposition,
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6 eine teilweise Seitenansicht einer Freilaufanordnung mit einer zweiten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Freilaufs in teilweise geschnittener Darstellung und
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7 eine vergrößerte Darstellung des Ausschnitts A von 6.
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1 zeigt eine Freilaufanordnung 2 innerhalb eines Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeugs. Die Freilaufanordnung 2 weist im Wesentlichen einen Freilauf 4, einen Anlasser 6, der lediglich schematisch in 1 angedeutet ist, und eine Antriebseinheit 8 auf, deren Ausgangsseite 10 von einer Ausgangswelle 12 gebildet ist. Die Antriebseinheit 8 kann beispielsweise ein Verbrennungsmotor sein.
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In den Figuren sind die einander entgegengesetzten axialen Richtungen 14, 16, die einander entgegengesetzten radialen Richtungen 18, 20 und die einander entgegengesetzten Umfangsrichtungen 22, 24 der Freilaufanordnung 2 und des Freilaufs 4 anhand entsprechender Pfeile angedeutet, wobei die Umfangsrichtung 22 nachstehend als erste Umfangsrichtung 22 und die Umfangsrichtung 24 nachstehend als zweite Umfangsrichtung 24 bezeichnet wird. Die Drehachse 26 der Ausgangsseite 10 der Antriebseinheit 8 sowie des Freilaufs 4 erstreckt sich in den axialen Richtungen 14, 16. Die erste und zweite Umfangsrichtung 22, 24 können auch als erste und zweite Drehrichtung bezeichnet werden.
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Der Freilauf 4 weist einen ersten Laufring 28 und einen zweiten Laufring 30 auf. Wie aus 1 ersichtlich, ist der erste Laufring 28 als Außenring ausgebildet, der in radialer Richtung 18 außerhalb des zweiten Laufrings 30 angeordnet ist, so dass bei dem zweiten Laufring 30 auch von einem Innenring gesprochen werden kann. Die beiden Laufringe 28, 30 sind in radialer Richtung 18, 20 geschachtelt angeordnet, so dass zwischen dem ersten und zweiten Laufring 28, 30 ein in Umfangsrichtung 22, 24 umlaufender Klemmspalt 32 ausgebildet ist. Innerhalb des Klemmspalts 32 ist mindestens ein Klemmelement 34 angeordnet.
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Der Freilauf 4 weist ferner ein drehfest mit dem ersten Laufring 28 verbundenes erstes Drehmomentübertragungselement 36 auf, das in der dargestellten ersten Ausführungsform als Schwungrad ausgebildet. Das erste Drehmomentübertragungselement 36 ist über dessen Nabe, die nachstehend auch als Freilaufnabe 38 bezeichnet wird, drehfest mit der Ausgangsseite 10, genauer gesagt der Ausgangswelle 12, der Antriebseinheit 8 verbunden und erstreckt sich in radialer Richtung 18 nach außen, um mit dem als Außenring ausgebildeten ersten Laufring 28 drehfest verbunden zu sein. Das als Schwungrad ausgebildete erste Drehmomentübertragungselement 36 ist hier als Guss- oder/und Drehteil ausgebildet. Das erste Drehmomentübertragungselement 36 bildet gleichermaßen eine erste Seitenwand 40 aus, die dem Klemmspalt 32 derart zugeordnet ist, dass diese den Klemmspalt 32 in axialer Richtung 14 begrenzt.
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Es ist ferner ein zweites Drehmomentübertragungselement 42 vorgesehen, das drehfest mit dem zweiten Laufring 30 verbunden ist und der Drehmomentübertragung zwischen einer Ausgangsseite 44 des Anlassers 6 und dem zweiten Laufring 30 dient. Das zweite Drehmomentübertragungselement 42 weist einen innenliegenden Abschnitt auf, der von einem Blechteil oder Blechformteil 46 gebildet ist, wobei das Blechteil oder Blechformteil 46 in radialer Richtung 20 innen drehfest an dem zweiten Laufring 30 befestigt ist. Darüber hinaus weist das zweite Drehmomentübertragungselement 42 einen in radialer Richtung 18 außen an dem Blechteil oder Blechformteil 46 befestigten Zahnkranz 48 auf, der in Umfangsrichtung 22, 24 umlaufend ausgebildet ist. An seiner in radialer Richtung 18 nach außen weisenden Seite weist der Zahnkranz 48 eine Verzahnung 50 oder eine ähnliche Drehmitnahmekontur auf, die permanent mit der Ausgangsseite 44 des Anlassers 6 in Drehmitnahmeverbindung bzw. in Drehmitnahmeeingriff steht. Zu diesem Zweck kann die Ausgangsseite 44 beispielsweise von einem Ritzel gebildet sein. Es ist somit zunächst festzuhalten, dass das zweite Drehmomentübertragungselement 42 permanent mit der Ausgangsseite 44 des Anlassers 6 in Drehmitnahmeverbindung steht. Abweichend von der Darstellung in 1 kann der Zahnkranz 48 bzw. dessen Verzahnung 50 auch einstückig mit dem Blechteil oder Blechformteil 46 ausgebildet sein. Auch kann das zweite Drehmomentübertragungselement 42 einstückig mit dem Laufring 30 ausgebildet sein. Bei dem zweiten Drehmomentübertragungselement 42 kann auch von einem Starterrad gesprochen werden.
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Das zweite Drehmomentübertragungselement 42 bzw. Starterrad begrenzt den Klemmspalt 32 jedoch nicht unmittelbar in axialer Richtung 16. Dem Klemmspalt 32 ist vielmehr eine zweite Seitenwand 52 zugeordnet, die den Klemmspalt 32 in axialer Richtung 16 begrenzt. In der in 1 gezeigten ersten Ausführungsform ist die zweite Seitenwand 52 im Gegensatz zur ersten Seitenwand 40 nicht einstückig mit dem ersten Drehmomentübertragungselement 36 oder dem zweiten Drehmomentübertragungselement 42 ausgebildet. Die zweite Seitenwand 52 ist vielmehr separat von dem ersten und zweiten Drehmomentübertragungselement 36, 42 ausgebildet. Dabei ist die zweite Seitenwand 52 als Ringscheibe oder ringscheibenförmiges Blechteil oder Blechformteil ausgebildet und drehfest an dem ersten Laufring 28 sowie dem ersten Drehmomentübertragungselement 36 befestigt, wobei dies – wie in 1 angedeutet – mittels Nieten oder Schrauben, alternativ auch durch Schweißen, erfolgen kann. Dem Klemmspalt 32 sind somit zwei Seitenwände, nämlich die erste Seitenwand 40 und die zweite Seitenwand 52, zugeordnet, wobei das Klemmelement 34 in axialer Richtung 14 an der ersten Seitenwand 40 und in der entgegengesetzten axialen Richtung 16 an der zweiten Seitenwand 52 abstützbar oder abgestützt ist.
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Der zweite Laufring 30 ist in radialer Richtung 18, 20 über ein Radiallager 54 an der Ausgangsseite 10 der Antriebseinheit 8 in Form der Ausgangswelle 12 abgestützt. Dabei erfolgt die Abstützung in der dargestellten Ausführungsform mittelbar über das erste Drehmomentübertragungselement 36 bzw. die hier einstückig mit dem ersten Drehmomentübertragungselement 36 ausgebildete Freilaufnabe 38 an der Ausgangsseite 10 in Form der Ausgangswelle 12. Alternativ kann die Abstützung durch das Radiallager 54 auch unmittelbar an der Ausgangsseite 10 in Form der Ausgangswelle 12 erfolgen. In der dargestellten Ausführungsform ist das Radiallager 54 als trockenes Gleitlager ausgebildet, wobei die beiden Gleitpartner 56, 58 oder zumindest einer der Gleitpartner 56, 58 von einer Beschichtung an dem zweiten Laufring 30 bzw. dem ersten Drehmomentübertragungselement 36 oder dessen Freilaufnabe 38 gebildet ist. Auch der Freilauf 4 selbst ist als trockenlaufender Freilauf ausgebildet, d. h. zumindest innerhalb des Klemmspaltes 32 ist kein Kühl- oder/und Schmiermittel, wie beispielsweise Öl oder Fett, vorgesehen.
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Das Klemmelement 34 ist als Klemmrolle ausgebildet und weist eine Breite b in axialer Richtung 14, 16 sowie einen Außendurchmesser a auf. Die hierin genannte Breite b und der hierin genannte Außendurchmesser a beziehen sich vorzugsweise auf die Gesamtausdehnung des Klemmelements 34, beziehen folglich eine eventuell vorhandene Beschichtung auf dem Klemmelement 34 mit ein. Das Verhältnis zwischen der Breite b und dem Außendurchmesser a des als Klemmrolle ausgebildeten Klemmelements 34 ist gleich oder kleiner als 1:2 oder 1:3, vorzugsweise gleich oder kleiner als 1:4, besonders bevorzugt gleich oder kleiner als 1:5. Mithin kann auch von einem kreisscheiben- oder münzförmigen Klemmelement 34 gesprochen werden.
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Wie in 2 dargestellt, die einen vergrößerten Ausschnitt A von 1 zeigt, ist die der ersten Seitenwand 40 zugewandte und in axiale Richtung 14 weisende erste Seite 60 des Klemmelements 34 mit einem reibungs-, verschleiß- oder/und korrosionsverringernden Beschichtung 62 versehen, so dass das Klemmelement 34 mittelbar über dessen Beschichtung 62 in axialer Richtung 14 an der ersten Seitenwand 40 abstützbar oder abgestützt ist. In entsprechender Weise weist eine der zweiten Seitenwand 52 zugewandte und in axiale Richtung 16 weisende zweite Seite 64 des Klemmelements 34 eine reibungs-, verschleiß- oder/und korrosionsverringernde Beschichtung 66 auf, so dass das Klemmelement 34 in axialer Richtung 16 mittelbar über die Beschichtung 66 an der zweiten Seitenwand 52 abstützbar oder abgestützt ist.
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Darüber hinaus ist die dem Klemmelement 34 zugewandte Seite 68 der ersten Seitenwand 40 mit einer reibungs-, verschleiß- oder/und korrosionsverringernden Beschichtung 70 versehen, so dass das Klemmelement 34 in axialer Richtung 14 mittelbar über die Beschichtung 70 an der Seite 68 der ersten Seitenwand 40 abstützbar ist. In entsprechender Weise ist die dem Klemmelement 34 zugewandte und in axiale Richtung 14 weisende Seite 72 der zweiten Seitenwand 52 mit einer reibungs-, verschleiß- oder/und korrosionsverringerten Beschichtung 74 versehen, so dass das Klemmelement 34 in axialer Richtung 16 mittelbar über die Beschichtung 74 an der zweiten Seitenwand 52 abstützbar oder abgestützt ist.
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In der dargestellten Ausführungsform treffen also stets zwei Beschichtungen aufeinander, nämlich einerseits die Beschichtung 62 und die Beschichtung 70 und andererseits die Beschichtung 66 und die Beschichtung 74, wobei alternativ auch grundsätzlich auf eine der beiden Beschichtungen verzichtet werden kann. So kann auf die Beschichtung 62 zugunsten der Beschichtung 70 verzichtet werden oder umgekehrt. Ebenso kann auf die Beschichtung 66 zugunsten der Beschichtung 74 verzichtet werden und umgekehrt.
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Der erste Laufring 28 weist eine dem Klemmelement 34 zugewandte und in radialer Richtung 20 nach innen weisende erste Lauffläche 76 auf, während der zweite Laufring 30 eine dem Klemmelement 34 zugewandte und in radialer Richtung 18 nach außen weisende zweite Lauffläche 78 aufweist. Das Klemmelement 34 weist hingegen eine an der ersten und zweite Lauffläche 76, 78 abstützbare oder abgestützte Außenkontur 80 auf, wobei die Außenkontur 80 in der dargestellten Ausführungsform nicht unmittelbar an der ersten und zweiten Lauffläche 76, 78 abstützbar oder abgestützt ist. Die Außenkontur 80 des Klemmelements 34 ist vielmehr mit einer verschleiß- oder/und korrosionsverringernden Beschichtung 82 versehen, so dass das Klemmelement 34 bzw. dessen Außenkontur 80 mittelbar über die Beschichtung 82 in radialer Richtung 18 an der ersten Lauffläche 76 und in radialer Richtung 20 an der zweiten Lauffläche 78 abstützbar oder abgestützt ist.
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Auch die erste und zweite Lauffläche 76, 78 sind jeweils mit einer verschleiß- oder/und korrosionsverringernden Beschichtung 84 bzw. 86 versehen, so dass auch hier die Abstützung des Klemmelements 34 an den Laufflächen 76, 78 mittelbar über die Beschichtungen 84 bzw. 86 erfolgt. Auf die Beschichtung 82 des Klemmelements 34 kann zugunsten der Beschichtungen 84, 86 verzichtet werden und umgekehrt. Da es sich bei dem Klemmelement 34 jedoch um ein relativ kleines Bauteil handelt, sollte dieses sowohl die Beschichtungen 62, 66 als auch die Beschichtung 82 aufweisen, so dass das Klemmelement 34 eine durchgehende oberflächliche Beschichtung aufweist.
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Bei den hierin erwähnten Beschichtungen 62, 66, 70, 74, 82, 84, 86 und den zumindest einen der Gleitpartner 56, 58 bildenden Beschichtungen kann es sich grundsätzlich um jedwede Beschichtung zur Verringerung von Reibung, Verschleiß oder/und Korrosion handeln, also beispielsweise auch um klassische Hartstoffschichten. Es ist jedoch bevorzugt, wenn die Beschichtungen jeweils von einer Kohlenstoffschicht, wie beispielsweise einer Plasmapolymerschicht, einer amorphen Kohlenstoffschicht oder einer kristallinen Kohlenstoffschicht, gebildet sind. Hierbei hat sich die amorphe Kohlenstoffschicht, die auch als DLC-Schicht bezeichnet wird, als besonders vorteilhaft herausgestellt, wobei die Schichtdicken c zwischen 1 μm und 5 μm betragen sollten. Hierbei können bereits Schichtdicken c von weniger als 3 μm den gewünschten Effekt erzielen. Darüber hinaus sind die hierin erwähnten Beschichtungen vorzugsweise durch ein physikalisches Dampfabscheidungsverfahren (PVD-Verfahren) oder ein chemisches Dampfabscheidungsverfahren (CVD-Verfahren) auf das jeweilige Bauteil aufgebracht. Auch hat es sich als vorteilhaft herausgestellt, wenn die jeweilige Beschichtung unter Zwischenlage mindestens einer Zwischenschicht aus einem Schichtmaterial, das von dem Schichtmaterial der Beschichtung selbst abweicht, auf das jeweilige Bauteil aufgebracht ist, wobei auf die Darstellung der Zwischenschicht aus Gründen der Übersichtlichkeit verzichtet wurde.
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Wie aus 3 ersichtlich, ist jedem der Klemmelemente 34 jeweils ein Federelement 88 zum Vorspannen des Klemmelements 34 in eine vorbestimmte Position relativ zu dem als Außenring ausgebildeten ersten Laufring 28 zugeordnet. Im vorliegenden Beispiel dient das Federelement 88 der Vorspannung des Klemmelements 34 in die in 3 gezeigte Klemmposition. Die Klemmelemente 34 können jeweils von der Klemmposition nach 3, in der das Klemmelement 34 eine Drehung des ersten Laufrings 28 relativ zu dem zweiten Laufring 30 in der ersten Umfangsrichtung 22 verhindert, entgegen der Rückstellkraft des Federelements 88 in eine in 5 gezeigte Löseposition bewegt werden, in der der erste Laufring 28 in der entgegengesetzten zweiten Umfangsrichtung 24 relativ zu dem zweiten Laufring 30 drehbar ist. Mithin handelt es sich bei dem hier dargestellten Freilauf 4 im Grundaufbau um eine sogenannte Einwegkupplung. Dabei ist das jeweilige Klemmelement 34 mit Hilfe des Federelements 88 in Umfangsrichtung 24 in den sich verjüngenden Klemmspalt 32 vorgespannt.
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Das Federelement 88 weist einen langgestreckten Federkörper 90 auf. Der langgestreckte Federkörper 90 ist, wie insbesondere aus 4 ersichtlich, als Blechteil, hier als langgestrecktes Blechband, ausgebildet. Alternativ zu dem Blechteil oder Blechband kann jedoch auch ein Draht als Federkörper 90 zum Einsatz kommen. Im Gegensatz zu einer Schraubenfeder, deren Federkörper, zumeist ein Draht, schraubenförmig gewunden ist, verläuft der langgestreckte Federkörper 90 des Federelements 88 in einer von den radialen Richtungen 18, 20 aufgespannten Radialebene, wobei der Federkörper 90 einen in radialer Richtung 18, 20 wellenartigen Verlauf aufweist. Die Breitenrichtung des in der vorliegenden Ausführungsform als Federkörper 90 verwendeten Blechbandes entspricht hierbei im Wesentlichen den axialen Richtungen 14, 16.
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Durch seinen in radialer Richtung 18, 20 wellenartigen Verlauf weist der Federkörper 90 radial außenliegende Wellenberge 92 und radial innenliegende Wellentäler 94 auf, zwischen denen sich Schenkel 96 des langgestreckten Federkörpers 90 erstrecken, die vorzugsweise geradlinig verlaufen. Mithin sind die Schenkel 96 im Wesentlichen in Umfangsrichtung 22, 24 miteinander fluchtend angeordnet. Die radial außenliegenden Wellenberge 92 sind in radialer Richtung 18 nach außen an dem ersten Laufring 28 bzw. dessen Innenseite abstützbar oder abgestützt, während die radial innenliegenden Wellentäler 94 vorzugsweise in radialer Richtung 18, 20 von dem zweiten Laufring 30 bzw. dessen Außenseite beabstandet sind.
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Der Federkörper 90 weist ferner einen dem Klemmelement 34 zugewandten Stützabschnitt 98, an dem das Klemmelement 34 abstützbar oder abgestützt ist, und einen dem Klemmelement 34 abgewandten Befestigungsabschnitt 100 auf. Der im Wesentlichen U-förmig ausgebildete Befestigungsabschnitt 100 dient der verrastenden Befestigung des Federkörpers 90 bzw. des Federelements 88 an dem ersten Laufring 28, der zu diesem Zweck einen in radialer Richtung 20 in den Klemmspalt 32 hervorstehenden Vorsprung 102 aufweist. Der Vorsprung 102 wird sowohl in den Umfangsrichtungen 22, 24 als auch in den radialen Richtungen 18, 20 von dem Befestigungsabschnitt 100 klemmend oder verrastend hintergriffen, um eine sichere Befestigung des Federelements 88 an dem ersten Laufring 28 zu bewirken. Alternativ kann der Befestigungsabschnitt 100 des Federelements 88 bzw. des Federkörpers 90 auch verrastend an dem zweiten Laufring 30 oder einer der beiden Seitenwände 40, 52 befestigt sein, wobei ein entsprechender, in den Klemmspalt 32 hervorstehender Vorsprung 102 dann an dem zweiten Laufring 30, der ersten Seitenwand 40 oder der zweiten Seitenwand 52 vorgesehen sein könnte.
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Wie aus 4 ersichtlich, weist der Federkörper 90 bezogen auf dessen Erstreckungsrichtung unterschiedliche Breiten in axialer Richtung 14, 16 auf. So weisen in der dargestellten Ausführungsform die Wellenberge 92, die Wellentäler 94, der Befestigungsabschnitt 100 und der Stützabschnitt 98 eine größere Breite in axialer Richtung 14, 16 als die Schenkel 96 auf. Auf diese Weise wird die Kontaktfläche des Federelements 88 bzw. des Federkörpers 90 mit den in 4 angedeuteten Seitenwänden 40 bzw. 52, an denen das Federelement 88 in den axialen Richtungen 14 bzw. 16 abstützbar oder abgestützt ist, reduziert, was eine verringerte Reibung zur Folge hat. Dabei ist das Federelement 88 bzw. dessen Federkörper 90 in axialer Richtung 14 an der Beschichtung 70 der ersten Seitenwand 40 und in axialer Richtung 16 an der Beschichtung 74 der zweiten Seitenwand 52 abstützbar oder abgestützt, um auch die Reibung zwischen Federelement 88 und den Seitenwänden 40, 52 sowie einen eventuell damit einhergehenden Verschleiß zu verringern. Alternativ oder ergänzend kann das Federelement 88 bzw. dessen Federkörper 90 auf seiner der ersten Seitenwand 40 zugewandten und in axiale Richtung 14 weisenden Seite mit einer reibungs-, verschleiß- oder/und korrosionsverringernden Beschichtung 104 versehen sein, wobei auch die der zweiten Seitenwand 52 zugewandte Seite des Federelements 88 bzw. des Federkörpers 90 mit einer reibungs-, verschleiß- oder/und korrosionsverringernden Beschichtung 106 versehen sein kann. Die Beschichtung 104, 106 kann sich dabei beispielsweise auf die verbreiterten Abschnitte des Federkörpers 90 beschränken. Da es sich bei den Federelementen 88 bzw. den Federkörpern 90 jedoch um relativ kleine Bauteile handelt, kann es von Vorteil sein, den Federkörper 90 durchgehend mit einer entsprechenden Beschichtung 104, 106 zu versehen.
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Die 6 und 7 zeigen eine Freilaufanordnung 2 mit einer zweiten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Freilaufs 4, wobei nachstehend lediglich auf die Unterschiede eingegangen werden soll, gleiche Bezugszeichen für gleiche oder ähnliche Teile verwendet werden und die vorangehende Beschreibung der 1 bis 5 im Übrigen entsprechend gilt.
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Bei der zweiten Ausführungsform nach den 6 und 7 ist nicht nur die zweite Seitenwand 52, sondern vielmehr auch die erste Seitenwand 40 separat sowohl von dem ersten Drehmomentübertragungselement 36 als auch von dem zweiten Drehmomentübertragungselement 42 ausgebildet. Mit anderen Worten ist die erste Seitenwand 40 weder einstückig mit dem ersten Drehmomentübertragungselement 36 noch einstückig mit dem zweiten Drehmomentübertragungselement 42 ausgebildet, sondern vielmehr nachträglich an dem ersten Drehmomentübertragungselement 36 drehfest befestigt worden. Ähnlich wie die zweite Seitenwand 52 ist auch die erste Seitenwand 40 in der zweiten Ausführungsform als Ringscheibe oder ringscheibenförmiges Blechteil oder Blechformteil ausgebildet, um einen Freilauf 4 mit einer geringen axialen Baulänge zu schaffen, der überdies besonders einfach gefertigt werden kann, zumal die als Blech- oder Blechformteile ausgebildeten Seitenwände 40, 52 relativ einfach aus einem Blech geformt oder/und gestanzt werden können. Auch hat es sich bei beiden Ausführungsformen als vorteilhaft erwiesen, wenn auch der erste Laufring 28 als Ringscheibe oder ringscheibenförmiges Blech- oder Blechformteil ausgebildet ist, der anschließend einfach drehfest mit den beiden Seitenwänden 40, 52 verbunden werden kann.
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Bei der zweiten Ausführungsform ist die erste Seitenwand 40 somit nicht mehr von dem ersten Drehmomentübertragungselement 36 gebildet. Auch das erste Drehmomentübertragungselement 36 wird nicht mehr von einem Schwungrad, sondern vielmehr von einem Blech- oder Blechformteil gebildet, wenngleich das erste Drehmomentübertragungselement 36 grundsätzlich auch in der zweiten Ausführungsform als Schwungrad ausgebildet sein könnte. In der dargestellten zweiten Ausführungsform ist das erste Drehmomentübertragungselement 36 jedoch als sogenannte Flexplate ausgebildet, so dass diese eine etwaige Verlagerung oder Taumelbewegung zwischen der Ausgangsseite 10 bzw. der Ausgangswelle 12 der Antriebseinheit 8 einerseits und dem Freilauf 4 andererseits auszugleichen vermag.
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Auch in der zweiten Ausführungsform ist der zweite Laufring 30 über das als trockenes Gleitlager ausgebildete Radiallager 54 in radialer Richtung 18, 20 abgestützt, jedoch erfolgt die Abstützung in der dargestellten zweiten Ausführungsform an einem Abschnitt eines feststehenden Gehäuses 108, das in den Figuren gestrichelt angedeutet ist und in der dargestellten Ausführungsform von einem Gehäuse der Antriebseinheit 8 gebildet ist.
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Wenngleich die vorangehend unter Bezugnahme auf die 1 bis 7 beschriebenen Ausführungsformen lediglich auf Beschichtungen Bezug nehmen, so können anstelle der Beschichtungen 62, 66, 70, 74, 82, 84, 86 und der zumindest einen der Gleitpartner 56, 58 bildenden Beschichtung auch Oberflächenbehandlungen zur Reibungs-, Verschleiß- oder Korrosionsverringerung an den entsprechenden Bauteilen vorgesehen sein, durch die die Oberflächen oder Oberflächenrandschichten der jeweiligen Komponente modifiziert werden. Im Übrigen gilt die vorangehende Beschreibung der Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die 1 bis 7 in entsprechender Weise für Freiläufe 4 und Freilaufanordnungen 2, die einer entsprechenden Oberflächenbehandlung unterzogen wurden.
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Bezugszeichenliste
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- 2
- Freilaufanordnung
- 4
- Freilauf
- 6
- Anlasser
- 8
- Antriebseinheit
- 10
- Ausgangsseite
- 12
- Ausgangswelle
- 14
- axiale Richtung
- 16
- axiale Richtung
- 18
- radiale Richtung
- 20
- radiale Richtung
- 22
- erste Umfangsrichtung
- 24
- zweite Umfangsrichtung
- 26
- Drehachse
- 28
- erster Laufring
- 30
- zweiter Laufring
- 32
- Klemmspalt
- 34
- Klemmelement
- 36
- erstes Drehmomentübertragungselement
- 38
- Freilaufnabe
- 40
- erste Seitenwand
- 42
- zweites Drehmomentübertragungselement
- 44
- Ausgangsseite
- 46
- Blechteil oder Blechformteil
- 48
- Zahnkranz
- 50
- Verzahnung
- 52
- zweite Seitenwand
- 54
- Radiallager
- 56
- Gleitpartner
- 58
- Gleitpartner
- 60
- erste Seite
- 62
- Beschichtung
- 64
- zweite Seite
- 66
- Beschichtung
- 68
- Seite
- 70
- Beschichtung
- 72
- Seite
- 74
- Beschichtung
- 76
- erste Lauffläche
- 78
- zweite Lauffläche
- 80
- Außenkontur
- 82
- Beschichtung
- 84
- Beschichtung
- 86
- Beschichtung
- 88
- Federelement
- 90
- Federkörper
- 92
- Wellenberge
- 94
- Wellentäler
- 96
- Schenkel
- 98
- Stützabschnitt
- 100
- Befestigungsabschnitt
- 102
- Vorsprung
- 104
- Beschichtung
- 106
- Beschichtung
- 108
- feststehendes Gehäuse
- a
- Außendurchmesser
- b
- Breite
- c
- Schichtdicke
