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Die vorliegende Erfindung betrifft einen Starterfreilauf mit einem ersten Laufring, einem zweiten Laufring, einem zwischen dem ersten und zweiten Laufring ausgebildeten Klemmspalt, mindestens einem in dem Klemmspalt angeordneten Klemmelement und mindestens einer weiteren Komponente, die mit einem der Laufringe in Drehmitnahmeverbindung steht. Darüber hinaus betrifft die vorliegende Erfindung eine Freilaufanordnung für einen Antriebsstrang mit einem solchen Starterfreilauf.
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Aus der Praxis sind Starterfreiläufe bekannt, die einen ersten Laufring, einen zweiten Laufring, einen zwischen dem ersten und zweiten Laufring ausgebildeten Klemmspalt, mindestens ein in dem Klemmspalt angeordnetes Klemmelement und mindestens eine weitere Komponente aufweisen. Zu den weiteren Komponenten zählt beispielsweise ein Drehmomentübertragungselement, das der Übertragung eines Drehmoments auf einen oder/und von einem der Laufringe dient. Darüber hinaus sind weitere Komponenten in Form von Seitenwänden bekannt, die den zuvor erwähnten Klemmspalt in axialer Richtung des Starterfreilaufs begrenzen. Die erwähnten Komponenten sind zum Zwecke der Bauraumoptimierung in axialer Richtung häufig als Blechteile oder Blechformteile ausgebildet, um überdies einen besonders leichtgewichtigen Starterfreilauf zu erzielen.
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Die bekannten Starterfreiläufe haben sich bewährt, sind jedoch insofern nachteilig, als dass diese zu Schwingungen neigen, die von den Klemmelementen oder den Federelementen der Klemmelemente herrühren oder von außen, beispielsweise durch den Anlasser oder die Ausgangsseite der Antriebseinheit, in den Starterfreilauf eingebracht werden. So neigen derartige Startsysteme beispielsweise aufgrund der Anregung aus einer etwaig vorhandenen Verzahnung zwischen Drehmomentübertragungselementen verstärkt zu Eigenschwingungen. Derartige Schwingungen können nicht nur die Funktionsweise des Starterfreilaufs beeinflussen, vielmehr führen diese mitunter auch zu starken Geräuschentwicklungen.
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Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Starterfreilauf zu schaffen, der einerseits eine sichere und dauerhafte Funktionsweise gewährleistet und andererseits zu einer geringen Geräuschentwicklung führt. Der vorliegenden Erfindung liegt ferner die Aufgabe zugrunde, eine Freilaufanordnung für einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs zu schaffen, die einen Starterfreilauf mit den genannten Vorteilen aufweist.
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Diese Aufgabe wird durch die in den Patentansprüchen 1 bzw. 11 angegebenen Merkmale gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Der erfindungsgemäße Starterfreilauf 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 ausgebildet, um einen geringen axialen Bauraumbedarf des Starterfreilaufs 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. Darüber hinaus weist der Starterfreilauf mindestens eine weitere Komponente auf, die mit einem der Laufringe in Drehmitnahmeverbindung steht, vorzugsweise drehfest verbunden ist. Bei der weiteren Komponente kann es sich beispielsweise um ein Drehmomentübertragungselement, wie beispielsweise ein Starterrad oder ein Antriebsrad, handeln, es ist jedoch ebenso möglich, dass die mindestens eine weitere Komponente von einer Seitenwand gebildet ist, die der Begrenzung des Klemmspalts und gegebenenfalls der Abstützung des Klemmelements dient. Die weitere Komponente ist von mindestens zwei sandwichartig miteinander verbundenen Blechteilen gebildet. Indem die mindestens eine weitere Komponente von mindestens zwei sandwichartig miteinander verbundenen Blechteilen anstelle von lediglich einem Blechteil gebildet ist, können sowohl Schwingungen, die vom Freilauf selbst herrühren, also beispielsweise von dem sich bewegenden Klemmelement oder etwaig vorhandenen Federelementen zum Vorspannen des Klemmelements, oder von außen in den Starterfreilauf eingebracht werden, also beispielsweise durch einen Anlasser oder eine Ausgangsseite einer Antriebseinheit, wirkungsvoll gedämpft werden, so dass zum einen eine sichere und dauerhafte Funktionsweise des Starterfreilaufs gewährleistet und zum anderen die Geräuschentwicklung im Bereich des Starterfreilaufs reduziert ist.
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In einer vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Starterfreilaufs sind die beiden Blechteile, die die weitere Komponente ausbilden, kraftschlüssig miteinander verbunden. Hierbei ist jedwede kraftschlüssige Verbindung möglich, wenngleich es bevorzugt ist, wenn die kraftschlüssige Verbindung zwischen den beiden Blechteilen durch Schrauben oder Nieten erfolgt.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Starterfreilaufs sind die beiden die Komponente ausbildenden Blechteile formschlüssig miteinander verbunden.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Starterfreilaufs sind die beiden Blechteile, die die vorgenannte Komponente ausbilden, stoffschlüssig miteinander verbunden. Hierbei ist es bevorzugt, wenn die beiden Blechteile durch Kleben oder Schweißen miteinander verbunden sind, wobei das Kleben besonders bevorzugt ist, zumal hierdurch eine großflächige Verbindung zwischen den beiden Blechteilen erzielt werden kann.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Starterfreilaufs sind die beiden Blechteile, die die zuvor erwähnte Komponente ausbilden, kraftschlüssig, formschlüssig oder/und stoffschlüssig miteinander verbunden, so dass auch von einer Kombination der verschiedenen Verbindungsarten gesprochen werden kann.
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Wenngleich bereits durch das sandwichartige Verbinden der beiden Blechteile ohne zwischenliegende Schicht eine deutliche Reduzierung der Schwingungen und somit der Geräuschentwicklung erzielt werden kann, so sind die beiden Blechteile in einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Starterfreilaufs unter Zwischenlage einer Dämpfungsschicht miteinander verbunden. Es hat sich gezeigt, dass hierdurch eine weitergehende Schwingungsreduzierung und somit eine stärkere Geräuschreduzierung möglich ist. So könnte die Dämpfungsschicht bei Blechteilen, die miteinander verklebt sind, ausschließlich von dem Klebstoff bzw. einer Klebeschicht selbst gebildet sein, es ist jedoch auch vorteilhaft, wenn die Dämpfungsschicht nicht von einem Klebstoff gebildet ist und allenfalls über einen Klebstoff oder auf sonstige Weise, gegebenenfalls stoffschlüssig, formschlüssig oder/und kraftschlüssig, mit dem jeweiligen Blechteil verbunden ist. Auch könnte die Dämpfungsschicht grundsätzlich von einem weiteren Blechteil gebildet sein.
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In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Starterfreilaufs ist die Dämpfungsschicht weicher oder/und elastischer als die beiden Blechteile, um eine verbesserte Dämpfung, mithin eine geringere Schwingungsneigung und Geräuschentwicklung, zu erzielen. Hierbei ist es überdies bevorzugt, wenn die Dämpfungsschicht aus einem viskoelastischen oder/und nichtmetallischen Material gebildet ist.
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In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Starterfreilaufs ist die Dämpfungsschicht mit mindestens einem der Blechteile verklebt, um die Fertigung zu vereinfachen und eine großflächige Verbindung zwischen dem Blechteil bzw. den Blechteilen einerseits und der Dämpfungsschicht andererseits zu erzielen. Hierbei hat es sich als vorteilhaft herausgestellt, wenn die Dämpfungsschicht mit beiden Blechteilen verklebt ist, die die zuvor erwähnte Komponente ausbilden.
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In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Starterfreilaufs ist die Dämpfungsschicht an zumindest eines der Blechteile, vorzugsweise an beide Blechteile, anvulkanisiert. Mit anderen Worten wurde die Dämpfungsschicht unter Anbindung derselben an eines oder beide Blechteile vulkanisiert.
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In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Starterfreilaufs ist die Dämpfungsschicht als eine von den Blechteilen separate Dämpfungsschicht ausgebildet, wobei die Dämpfungsschicht zwischen den Blechteilen eingeklemmt ist, die beispielsweise durch Schrauben oder Nieten, alternativ jedoch auch durch Schweißen, miteinander verbunden sein können.
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In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Starterfreilaufs ist die mindestens eine Komponente, die von mindestens zwei sandwichartig miteinander verbundenen Blechteilen gebildet wird, ein Drehmomentübertragungselement zur Übertragung eines Drehmoments auf den oder/und von dem Laufring, mit dem die Komponente in Drehmitnahmeverbindung steht. Hierdurch werden insbesondere diejenigen Schwingungen wirkungsvoll gedämpft, die von außen in den Starterfreilauf eingebracht werden, beispielsweise von der Ausgangsseite eines Anlassers oder der Ausgangsseite einer Antriebseinheit. Mithin ist bei dieser Ausführungsform sichergestellt, dass die von außen in den Freilauf eingebrachten Schwingungen die Funktionsweise des Starterfreilaufs nicht nachteilig beeinflussen oder/und zu einer Geräuschentwicklung im Bereich des Starterfreilaufs führen.
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In einer weiteren besonders vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Starterfreilaufs sind die beiden Blechteile, die die Komponente in Form eines Drehmomentübertragungselements bilden, derart miteinander verbunden, dass das Drehmoment über lediglich eines der beiden Blechteile übertragbar ist. Dank dieser Funktionstrennung ist eine gezielte Auslegung der beiden Blechteile möglich. So kann beispielsweise eine Gewichtsersparnis erzielt werden, indem das eine Blechteil dünner als das andere, das Drehmoment übertragende Blechteil des Drehmomentübertragungselements ausgebildet ist.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Starterfreilaufs ist das Drehmomentübertragungselement als Starterrad zur Drehmomentübertragung zwischen der Ausgangsseite eines Anlassers und einem der beiden Laufringe ausgebildet. Hierbei kann das Starterrad ferner einen Starterkranz aufweisen, der drehfest mit zumindest einem der beiden Blechteile, vorzugsweise mit dem das Drehmoment übertragenden Blechteil, verbunden ist. Alternativ kann der Starterkranz jedoch auch einstückig mit zumindest einem der beiden Blechteile, vorzugsweise mit dem das Drehmoment übertragenden Blechteil ausgebildet sein.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Starterfreilaufs ist das Drehmomentübertragungselement als ein Antriebsrad ausgebildet, das der Drehmomentübertragung zwischen der Ausgangsseite einer Antriebseinheit, also beispielsweise der Ausgangswelle eines Verbrennungsmotors, und einem der Laufringe dient.
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In einer besonders bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Starterfreilaufs ist die mindestens eine Komponente, die von den mindestens zwei sandwichartig miteinander verbundenen Blechteilen gebildet wird, eine Seitenwand zur Begrenzung des Klemmspalts zwischen den Laufringen. Diese Ausführungsform ist insbesondere geeignet, die von dem Starterfreilauf selbst herrührenden Schwingungen, also beispielsweise die von den Klemmelementen oder den den Klemmelementen zugeordneten Federelementen verursachten Schwingungen, wirkungsvoll zu dämpfen und somit eine sichere Funktionsweise des Starterfreilaufs und eine geringe Geräuschentwicklung im Bereich des Starterfreilaufs zu gewährleisten. Die mindestens eine Seitenwand ist dabei vorzugsweise derart angeordnet, dass das Klemmelement, ein Klemmelementkäfig oder/und ein Federelement zum Vorspannen des Klemmelements an der Seitenwand abstützbar oder abgestützt ist.
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In einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Starterfreilaufs ist das dem Klemmspalt zugewandte Blechteil der Seitenwand oder zumindest die dem Klemmspalt zugewandte Seite dieses Blechteils verschleißfester oder/und korrosionsbeständiger oder/und reibungsärmer als das dem Klemmspalt abgewandte Blechteil der Seitenwand oder zumindest die Oberfläche des dem Klemmspalt abgewandten Blechteils der Seitenwand. Hierdurch kann die Lebensdauer des Starterfreilaufs erhöht werden, während auch das Hystereseverhalten des Starterfreilaufs verbessert ist, wobei dies insbesondere dann der Fall ist, wenn das Klemmelement, ein Klemmelementkäfig für das Klemmelement oder/und ein Federelement zum Vorspannen des Klemmelements an der Seitenwand, genauer gesagt dem dem Klemmspalt zugewandten Blechteil der Seitenwand, abstützbar oder abgestützt ist.
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Grundsätzlich muss die Seitenwand zur Begrenzung des Klemmspalts kein Drehmoment übertragen. Nichtsdestotrotz ist die Seitenwand in einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Starterfreilaufs gleichermaßen als Drehmomentübertragungselement ausgebildet. Dies kann beispielsweise dadurch erfolgen, dass ein Drehmomentübertragungselement unter Zwischenlage der Seitenwand an einem der beiden Laufringe befestigt ist oder das Drehmomentübertragungselement einstückig mit der Seitenwand ausgebildet ist, wenngleich die erstgenannte Ausführungsvariante bevorzugt ist, um hier eine vorteilhafte Funktionstrennung zu erzielen.
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In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Starterfreilaufs ist die jeweilige aus den mindestens zwei sandwichartig miteinander verbundenen Blechteilen gebildete Komponente derart ausgebildet, dass die dem einen Blechteil zugewandte Seitenfläche des anderen Blechteils zu mindestens 50%, vorzugsweise zu mindestens 90%, besonders bevorzugt vollständig, an dem einen Blechteil anliegt oder abgestützt ist, wobei dies gegebenenfalls unter Zwischenlage der zuvor erwähnten Dämpfungsschicht erfolgen kann. Mit anderen Worten müssen die beiden die Komponente ausbildenden Blechteile nicht zwangsläufig vollständig sandwichartig miteinander verbunden sein, wenngleich die Schwingungs- bzw. Geräuschreduzierung je größer ist, desto größer der erwähnte Prozentsatz ist.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Starterfreilaufs ist – wie bereits zuvor angedeutet – 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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In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Starterfreilaufs 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 Starterfreilaufs 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 Klemmspalts 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 radiale 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 müssen, 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 Klemmspalts 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 Starterfreilaufs 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 Starterfreilaufs 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 Starterfreilaufs 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 weiteren besonders vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Starterfreilaufs weist der Federkörper unterschiedliche Breiten in axialer Richtung des Starterfreilaufs auf. Auf diese Weise ist eine gegebenenfalls mögliche Kontaktfläche zwischen einer Seitenwand und dem sich gegebenenfalls 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 Starterfreilaufs 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 Starterfreilaufs ist der Federkörper an dem ersten Laufring, dem zweiten Laufring oder/und der Seitenwand befestigt. Um hierbei eine einfache Montage sicherzustellen und einen sicheren Halt des Federkörpers an dem ersten Laufring, dem zweiten Laufring oder/und der Seitenwand zu gewährleisten, ist der Federkörper vorzugsweise verrastend an dem ersten Laufring, dem zweiten Laufring oder/und der Seitenwand befestigt.
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In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Starterfreilaufs 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 Starterfreilauf 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 des Starterfreilaufs aufweisen kann. 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 Klemmspalts aufgenommen zu werden.
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Die erfindungsgemäße Freilaufanordnung ist für einen Antriebsstrang, vorzugsweise einen Antriebsstrang innerhalb eines Kraftfahrzeugs, konzipiert und weist einen Starterfreilauf der zuvor beschriebenen erfindungsgemäßen Art auf.
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In einer vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Freilaufanordnung ist der Starterfreilauf als trockenlaufender Freilauf ausgebildet, so dass zumindest der Klemmspalt nicht mit einem Kühl- oder/und Schmiermittel wie beispielsweise Öl oder Fett gefüllt ist. Es ist dabei vielmehr bevorzugt, wenn der Starterfreilauf innerhalb eines Trockenraums angeordnet oder zumindest entsprechend abgedichtet ist. Unabhängig davon ist der erfindungsgemäße Starterfreilauf jedoch selbstverständlich auch in einem Nassraum verwendbar, so dass dieser grundsätzlich auch als nasslaufender oder nasser Starterfreilauf zum Einsatz kommen kann.
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In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Freilaufanordnung steht einer der Laufringe des Starterfreilaufs permanent mit der Ausgangsseite eines Anlassers in Drehmitnahmeverbindung. Hierbei ist es bevorzugt, wenn die permanente Drehmitnahmeverbindung zwischen dem Laufring und der Ausgangsseite des Anlassers über das zuvor erwähnte Starterrad erfolgt.
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In einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Freilaufanordnung ist einer der Laufringe, vorzugsweise der permanent mit der Ausgangsseite des Anlassers in Drehmitnahmeverbindung stehende Laufring, über ein Radiallager an der Ausgangsseite einer Antriebseinheit oder an einem feststehenden Gehäuse abgestützt, wobei es sich bei der Ausgangsseite der Antriebseinheit beispielsweise um die Ausgangswelle eines Verbrennungsmotors und bei dem feststehenden Gehäuse beispielsweise um das Gehäuse der Antriebseinheit oder des Verbrennungsmotors handeln kann. Als Radiallager kommt beispielsweise ein Wälzlager in Frage, das überdies abgedichtet sein kann. Es hat sich jedoch als vorteilhaft herausgestellt, wenn das Radiallager als Gleitlager ausgebildet ist, wobei das Gleitlager vorzugsweise als trockenes Gleitlager bzw. trockenlaufendes Gleitlager ausgebildet sein sollte.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Freilaufanordnung ist das Radiallager zwischen dem Laufring einerseits und einem an dem feststehenden Gehäuse befestigten, gegebenenfalls lösbaren oder/und ringförmigen, Tragteil angeordnet.
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In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Freilaufanordnung ist ein Drehmomentübertragungselement zur Übertragung eines Drehmoments zwischen einer Ausgangsseite einer Antriebseinheit und einem der Laufringe vorgesehen. Wie bereits zuvor angedeutet, kann das Drehmomentübertragungselement dabei diejenige Komponente des Starterfreilaufs ausbilden, die von mindestens zwei sandwichartig miteinander verbundenen Blechteilen gebildet ist. Es ist hierbei jedoch besonders bevorzugt, wenn das Drehmomentübertragungselement zur Übertragung des Drehmoments zwischen der Ausgangsseite der Antriebseinheit und einem der Laufringe als Flexplate ausgebildet ist, so dass das Drehmomentübertragungselement durch entsprechende Verformung desselben sowohl axiale Verlagerungen der Ausgangsseite der Antriebseinheit relativ zu dem Starterfreilauf als auch ein Kippen der Ausgangsseite der Antriebseinheit relativ zu der Drehachse des Starterfreilaufs ausgleichen kann.
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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 Starterfreilaufs in geschnittener Darstellung,
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2 eine Ansicht entlang der Schnittlinie A-A in 1,
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3 eine Draufsicht auf den Federkörper aus 2 in Alleinstellung und vergrößerter Darstellung,
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4 den Starterfreilauf aus 2 mit dem Klemmelement in der Löseposition und
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5 eine teilweise Seitenansicht einer Freilaufanordnung mit einer zweiten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Starterfreilaufs in teilweise geschnittener Darstellung.
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1 zeigt eine erste Ausführungsform der erfindungsgemäßen Freilaufanordnung 2 innerhalb eines Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeugs. Die Freilaufanordnung 2 weist im Wesentlichen einen Starterfreilauf 4, einen Anlasser 6, der in 1 lediglich schematisch angedeutet ist, und eine Antriebseinheit 8 auf, deren Ausgangsseite 10 von einer Ausgangswelle 12 gebildet ist. Die Antriebseinheit 8 kann beispielsweise ein Verbrennungsmotor sein, so dass die Ausgangswelle 12 auch als Kurbelwelle bezeichnet werden könnte.
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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 Starterfreilaufs 4 anhand entsprechender Pfeile angedeutet, wobei die Umfangsrichtung 22 nachstehend auch als erste Umfangsrichtung 22 und die Umfangsrichtung 24 nachstehend auch als zweite Umfangsrichtung 24 bezeichnet wird. Die Drehachse 26 der Ausgangsseite 10 der Antriebseinheit 8 sowie des Starterfreilaufs 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 Starterfreilauf 4 weist einen ersten Laufring 28 und einen zweiten Laufring 30 auf. In der dargestellten Ausführungsform 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 des Starterfreilaufs 4 angeordnet. Der Starterfreilauf 4 weist ferner weitere Komponenten auf, die mit einem der Laufringe 28, 30 in Drehmitnahmeverbindung stehen, hier drehfest verbunden sind. Diese weiteren Komponenten sind ein Starterrad 36, ein Antriebsrad 38, eine erste Seitenwand 40 und eine zweite Seitenwand 42, wobei die genannten Komponenten nachstehend näher beschrieben werden sollen.
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Das Starterrad 36 ist als Drehmomentübertragungselement ausgebildet und dient der Drehmomentübertragung zwischen einer Ausgangsseite 44 des Anlassers 6, die hier als von dem Anlasser 6 antreibbares Ritzel ausgebildet ist, und dem zweiten Laufring 30. Das Starterrad 36 setzt sich im Wesentlichen aus einem äußeren Zahnkranz 46, dessen Verzahnung permanent mit der Verzahnung des die Ausgangsseite 44 des Anlassers 6 ausbildenden Ritzels in Drehmitnahmeeingriff steht, und einem sich in radialer Richtung 20 nach innen an den Zahnkranz 46 anschließenden Blechabschnitt 48 zusammen, der in radialer Richtung 20 nach innen drehfest mit dem zweiten Laufring 30 verbunden ist. Der Blechabschnitt 48 des Starterrads 36 ist aus zwei sandwichartig miteinander verbundenen Blechteilen, nämlich einem ersten Blechteil 50 und einem zweiten Blechteil 52, gebildet. Die dem ersten Blechteil 50 zugewandte und im Wesentlichen in axiale Richtung 16 weisende Seitenfläche 54 des zweiten Blechteils 52 liegt hierbei vollständig an dem ersten Blechteil 50 an bzw. ist vollständig an dem ersten Blechteil 50 abgestützt. Die Blechdicke des zweiten Blechteils 52 ist geringer als die Blechdicke des ersten Blechteils 50 ausgebildet. Selbstverständlich könnten die Blechteile 50, 52 auch umgekehrt angeordnet sein, so dass die dem ersten Blechteil 50 zugewandte und im Wesentlichen in axiale Richtung 14 weisende Seitenfläche des zweiten Blechteils 52 an dem ersten Blechteil 50 anliegt oder/und vollständig abgestützt ist.
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Das zweite Blechteil 52 ist derart mit dem ersten Blechteil 50 verbunden, dass ein Drehmoment zwischen der Ausgangsseite 44 des Anlassers 6 und dem zweiten Laufring 30 lediglich über eines der beiden Blechteile 50, 52, nämlich über das erste Blechteil 50, nicht aber über das zweite Blechteil 52 übertragen wird. Dies wird in der dargestellten Ausführungsform dadurch erreicht, dass einerseits das erste Blechteil 50 drehfest mit dem zweiten Laufring 30 verbunden ist, während das zweite Blechteil 52 lediglich mittelbar über das erste Blechteil 50 mit dem zweiten Laufring 30 verbunden ist, und andererseits das erste Blechteil 50 mit dem Zahnkranz 46 drehfest verbunden ist, während das zweite Blechteil 52 lediglich mittelbar über das erste Blechteil 50 mit dem Zahnkranz 46 verbunden ist. An dieser Stelle sei ferner erwähnt, dass der Zahnkranz 46 des Starterrades 36 auch einstückig mit dem ersten Blechteil 50 ausgebildet sein kann. Mithin verläuft ein Drehmomentübertragungsweg 56 zwischen der Ausgangsseite 44 des Anlassers 6 und dem zweiten Laufring 30, der in 1 gestrichelt angedeutet ist, über den Zahnkranz 46 und das erste Blechteil 50, nicht aber über das zweite Blechteil 52.
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Das Antriebsrad 38 dient der Drehmomentübertragung zwischen der Ausgangsseite 10 der Antriebseinheit 8 und dem ersten Laufring 28. Dabei ist das Antriebsrad 38 in radialer Richtung 20 innen drehfest an der die Ausgangsseite 10 der Antriebseinheit 8 bildenden Ausgangswelle 12 befestigt, während ein in radialer Richtung 18 außen gelegener Abschnitt des Antriebsrades 38 unter Zwischenlage der später näher beschriebenen ersten Seitenwand 40 an dem ersten Laufring 28 drehfest befestigt ist. Das Antriebsrad 38 ist von zwei sandwichartig miteinander verbundenen Blechteilen, nämlich einem ersten Blechteil 58 und einem zweiten Blechteil 60, gebildet. Die dem ersten Blechteil 58 zugewandte und im Wesentlichen in axiale Richtung 14 weisende Seitenfläche 62 des zweiten Blechteils 60 liegt vollständig an dem ersten Blechteil 58 an bzw. ist vollständig an dem ersten Blechteil 58 abgestützt.
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Die beiden Blechteile 58, 60 sind derart miteinander verbunden, dass eine Drehmomentübertragung zwischen der Ausgangsseite 10 der Antriebseinheit 8 und dem ersten Laufring 28 lediglich über eines der beiden Blechteile 58, 60, nämlich das erste Blechteil 58, erfolgt. Mit anderen Worten verläuft der Drehmomentübertragungsweg 64 zwischen der Ausgangsseite 10 der Antriebseinheit 8 einerseits und dem ersten Laufring 28 andererseits, der in 1 gestrichelt angedeutet ist, über das erste Blechteil 58, nicht aber über das zweite Blechteil 60, das lediglich mittelbar über das erste Blechteil 58 mit der Ausgangsseite 10 und dem ersten Laufring 28 verbunden ist.
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In einer alternativen, ebenfalls in 1 angedeuteten Ausführungsvariante ist das als Drehmomentübertragungselement zur Übertragung eines Drehmoments zwischen der Ausgangsseite 10 der Antriebseinheit 8 und dem ersten Laufring 28 als sogenannte Flexplate ausgebildet, die eine Verlagerung der Ausgangsseite 10 in den axialen Richtungen 14, 16 sowie ein Kippen der Ausgangsseite 10 relativ zu der Drehachse 26 durch entsprechende Verformung der Flexplate ermöglicht, ohne dass der Starterfreilauf 4 selbst eine entsprechende Bewegung nachvollziehen muss. Mithin ist hierdurch eine sichere und unbeeinflusste Funktionsweise des Starterfreilaufs 4 sichergestellt, selbst wenn die Ausgangsseite 10 der Antriebseinheit 8 die genannten Bewegungen vollzieht.
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Die erste Seitenwand 40 begrenzt den Klemmspalt 32 in axialer Richtung 14, wobei die erste Seitenwand 40 über einen in radialer Richtung 18 äußeren Abschnitt mit der in axiale Richtung 14 weisenden Seite des ersten Laufrings 28 drehfest verbunden ist. Dabei begrenzt die erste Seitenwand 40 den Klemmspalt 32 derart, dass zumindest das Klemmelement 34, ein gegebenenfalls vorhandener Klemmelementkäfig oder/und ein später näher beschriebenes Federelement zum Vorspannen des Klemmelements 34 in axialer Richtung 14 an der ersten Seitenwand 40 abstützbar oder abgestützt ist. Die erste Seitenwand 40 ist von zwei sandwichartig miteinander verbundenen Blechteilen, nämlich einem ersten Blechteil 66 und einem zweiten Blechteil 68, gebildet, wobei das erste Blechteil 66 dem Klemmspalt 32 und dem ersten Laufring 28 in axialer Richtung 16 zugewandt ist. Die dem ersten Blechteil 66 zugewandte und im Wesentlichen in axiale Richtung 16 weisende Seitenfläche 70 des zweiten Blechteils 68 liegt vollständig an dem ersten Blechteil 66 an bzw. ist vollständig an dem ersten Blechteil 66 abgestützt.
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Das erste Blechteil 66 oder zumindest dessen dem Klemmspalt 32 zugewandte Seite 72 ist verschleißfester oder/und korrosionsbeständiger oder/und reibungsärmer als das dem Klemmspalt 32 abgewandte zweite Blechteil 68 oder zumindest dessen Oberfläche oder Seitenfläche 70. Dies kann beispielsweise durch entsprechende Auswahl des Materials für das erste Blechteil 66 und das zweite Blechteil 68 erzielt werden, es ist jedoch ebenso möglich, die Seite 72 des ersten Blechteils 66 in entsprechender Weise oberflächenzubehandeln oder gar mit einer verschleißfesten, korrosionsbeständigen oder/und reibungsarmen Beschichtung zu versehen. Wie bereits die zweiten Blechteile 52 bzw. 60 des Starterrades 36 bzw. des Antriebsrades 38 weist auch das zweite Blechteil 68 der ersten Seitenwand 40 eine geringere Blechdicke als das erste Blechteil 66 der ersten Seitenwand 40 auf.
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Wie bereits vorangehend angedeutet, ist das Antriebsrad 38 bzw. die Flexplate unter Zwischenlage der ersten Seitenwand 40 an dem ersten Laufring 28 drehfest befestigt, so dass die erste Seitenwand 40 in der dargestellten Ausführungsform gleichermaßen als Drehmomentübertragungselement ausgebildet ist, zumal der Drehmomentübertragungsweg 64 zwischen der Ausgangsseite 10 der Antriebseinheit 8 und dem ersten Laufring 28 auch über einen Abschnitt der ersten Seitenwand 40 verläuft. Dies muss jedoch nicht zwangsläufig der Fall sein. Vielmehr könnte das Antriebsrad 38 bzw. die Flexplate auch unter Umgehung der ersten Seitenwand 40 an dem ersten Laufring 28 befestigt sein, so dass auch der Drehmomentübertragungsweg 64 nicht über die erste Seitenwand 40 verläuft, die mithin nicht als Drehmomentübertragungselement fungiert. Darüber hinaus könnte das zweite Blechteil 68 der ersten Seitenwand 40 derart an dem ersten Blechteil 66 der ersten Seitenwand 40 befestigt sein, dass der Drehmomentübertragungsweg 64 lediglich über das erste Blechteil 66, nicht aber über das zweite Blechteil 68 der ersten Seitenwand 40 verläuft. Auch könnten die beiden Blechteile 66, 68 derart miteinander verbunden sein, dass der Drehmomentübertragungsweg 64 lediglich über das zweite Blechteil 68 und nicht über das erste Blechteil 66 der ersten Seitenwand 40 verläuft. In den beiden zuletzt genannten Fällen wäre das jeweilige Blechteil 68 bzw. 66 in radialer Richtung 20 weiter innen an dem anderen Blechteil 66 bzw. 68 anzuordnen, um dieses außerhalb des Drehmomentübertragungsweges 64 zu platzieren.
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Die zweite Seitenwand 42 begrenzt den Klemmspalt 32 in axialer Richtung 16, wobei die zweite Seitenwand 42 zu diesem Zweck an der in axiale Richtung 16 weisenden Seite des ersten Laufrings 28 drehfest befestigt ist und sich in radialer Richtung 20 nach innen erstreckt, um den Klemmspalt 32 auf die genannte Weise zu begrenzen. Die zweite Seitenwand 42 stellt in der dargestellten Ausführungsform kein Drehmomentübertragungselement dar, über das ein Drehmoment auf den ersten Laufring 28 bzw. von dem ersten Laufring 28 von einer weiteren Komponente bzw. auf eine weitere Komponente übertragbar wäre. An der zweiten Seitenwand 42 ist zumindest das Klemmelement 34, ein gegebenenfalls vorhandener Klemmelementkäfig oder/und ein später näher beschriebenes Federelement zum Vorspannen des Klemmelements 34 in axialer Richtung 16 abstützbar oder abgestützt. Auch die zweite Seitenwand 42 ist von zwei sandwichartig miteinander verbundenen Blechteilen, nämlich einem ersten Blechteil 74 und einem zweiten Blechteil 76, gebildet, wobei das erste Blechteil 74 dem Klemmspalt 32 in axialer Richtung 14 zugewandt ist. Die dem ersten Blechteil 74 zugewandte Seitenfläche 78 des zweiten Blechteils 76 liegt vollständig an dem ersten Blechteil 74 an bzw. ist vollständig an dem ersten Blechteil 74 abgestützt.
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Das dem Klemmspalt 32 zugewandte erste Blechteil 74 oder zumindest dessen dem Klemmspalt 32 zugewandte Seite 80 ist verschleißfester oder/und korrosionsbeständiger oder/und reibungsärmer als das dem Klemmspalt 32 abgewandte zweite Blechteil 76 oder zumindest dessen Oberfläche oder Seitenfläche 78, was – wie bereits unter Bezugnahme auf die erste Seitenwand 40 beschrieben – beispielsweise durch entsprechende Materialauswahl, Oberflächenbehandlung oder Beschichtung erzielt werden kann. Auch bei der zweiten Seitenwand 42 weist das zweite Blechteil 76 eine geringere Blechdicke als das erste Blechteil 74 auf. Wie bereits bei der ersten Seitenwand 40, könnten hier grundsätzlich auch beide Blechteile 74, 76 der zweiten Seitenwand 42 mit einer entsprechenden Beschichtung versehen sein, bei der erstgenannten Variante kann jedoch auf die Beschichtung des zweiten Blechteils 76 verzichtet werden, was den Fertigungsaufwand verringert.
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Vorangehend wurde beschrieben, dass die den ersten Blechteilen 50, 58, 66 bzw. 74 zugewandten Seitenflächen 54, 62, 70 bzw. 78 der zweiten Blechteile 52, 60, 68 bzw. 76 jeweils vollständig an dem anderen Blechteil 50, 58, 66 bzw. 74 anliegen oder abgestützt sind. Alternativ kann es zur Erzielung der eingangs genannten Vorteile jedoch auch bereits ausreichend sein, wenn die dem ersten Blechteil 50, 58, 66 bzw. 74 zugewandte Seitenfläche 54, 62, 70 bzw. 78 des zweiten Blechteils 52, 60, 68 bzw. 76 zu mindestens 50%, vorzugsweise zu mindestens 90%, an dem ersten Blechteil 50, 58, 66 bzw. 74 anliegt oder abgestützt ist, wenngleich ein vollständiges Anliegen oder Abstützen hierbei besonders bevorzugt ist.
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Die beiden Blechteile 50, 52 des Starterrades 36, die beiden Blechteile 58, 60 des Antriebsrades 38, die beiden Blechteile 66, 68 der ersten Seitenwand 40 und die beiden Blechteile 74, 76 der zweiten Seitenwand 42 können kraftschlüssig, formschlüssig oder/und stoffschlüssig miteinander verbunden sein, um die genannten sandwichartig miteinander verbundenen Blechteile drehfest miteinander zu verbinden. Im Falle einer kraftschlüssigen Verbindung erfolgt diese vorzugsweise durch Schrauben oder Nieten, wobei auf eine entsprechende Darstellung von Schrauben oder Nieten in den Figuren verzichtet wurde. Im Falle einer stoffschlüssigen Verbindung sind die sandwichartig miteinander verbundenen Blechteile vorzugsweise miteinander verklebt oder miteinander verschweißt, wobei insbesondere ein Verkleben bevorzugt ist, zumal hierdurch eine besonders großflächige Verbindung zwischen den sandwichartig miteinander verbundenen Blechteilen erzielt werden kann.
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In der dargestellten Ausführungsform sind die Blechteile 50, 52, 58, 60, 66, 68, 74, 76 im Wesentlichen ringscheibenförmig ausgebildet. Dies muss jedoch nicht zwangsläufig der Fall sein. So ist es zwar bevorzugt, wenn zumindest die ersten Blechteile 50, 58, 66, 74 im Wesentlichen ringscheibenförmig ausgebildet sind, auf das einstückige oder/und ringscheibenförmige zweite Blechteil 52, 60, 68, 76 kann jedoch auch zugunsten jeweils mehrerer zweiter Blechteile verzichtet werden, die voneinander beabstandet mit dem jeweiligen ersten Blechteil 50, 58, 66, 74 verbunden und gegebenenfalls in Umfangsrichtung 22, 24 aufeinander folgend an dem ersten Blechteil 50, 58, 66, 74 angeordnet sind.
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Der zweite Laufring 30 ist über ein Radiallager 82, das hier als trockenes Gleitlager ausgebildet ist, an einem feststehenden Gehäuse 84 sowohl in radialer Richtung 18, 20 als auch in axialer Richtung 14, 16 abgestützt. Bei dem feststehenden Gehäuse 84 handelt es sich hier um das Gehäuse der Antriebseinheit 8. Alternativ könnte die Abstützung über das Radiallager 82 auch an der Ausgangsseite 10 der Antriebseinheit 8, im vorliegenden Beispiel also an der Ausgangswelle 12, erfolgen. In der dargestellten Ausführungsform erfolgt die Lagerung bzw. Abstützung über das Radiallager 82 jedoch nicht unmittelbar an dem feststehenden Gehäuse 84, vielmehr ist das Radiallager 82 zwischen dem zweiten Laufring 30 einerseits und einem an dem feststehenden Gehäuse 84 lösbar befestigten, ringförmigen Tragteil 86 angeordnet. Das Tragteil 86 weist eine äußere umlaufende Vertiefung 88 auf, in die der zweite Laufring 30 in axialer Richtung 16 einschiebbar ist, um die Abstützung bzw. Lagerung in radialer Richtung 18, 20 und in axialer Richtung 16 zu bewirken. Ist der zweite Laufring 30 in die umlaufende Vertiefung 88 eingeführt, so kann ein umlaufender Tragteildeckel 90 derart, gegebenenfalls lösbar, an dem Tragteil 86 befestig werden, dass die umlaufende Vertiefung 88 in axialer Richtung 14 durch den Tragteildeckel 90 begrenzt ist, so dass auch eine Abstützung bzw. Lagerung des zweiten Laufrings 30 in axialer Richtung 14 über den Tragteildeckel 90 an dem Tragteil 86 und somit an dem feststehenden Gehäuse 84 bewirkt ist. Hierdurch ist die Montage des Starterfreilaufs 4 wesentlich vereinfacht. Wie in 1 angedeutet, kann an dem zweiten Laufring 30 zur Erzielung der Gleitlagerung ein Gleitteil oder eine Gleitbeschichtung 92 befestigt sein, das/die in die zuvor erwähnte umlaufende Vertiefung 88 eingebracht wird. In entsprechender Weise kann auch in der umlaufenden Vertiefung 88 selbst ein Gleitteil oder eine Gleitbeschichtung vorgesehen sein.
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Wie aus 1 ferner ersichtlich, weist das Tragteil 86 neben der in radialer Richtung 18 außen an dem Tragteil 86 vorgesehenen umlaufenden Vertiefung 88 ferner eine an der in radialer Richtung 20 nach innen weisenden Seite eine umlaufende Vertiefung 94 auf, die in axialer Richtung 16 durch das Tragteil 86 und in axialer Richtung 14 durch den an dem Tragteil 86 lösbar befestigten Tragteildeckel 90 begrenzt ist. An der Ausgangsseite 10 der Antriebseinheit 8 bzw. der Ausgangswelle 12 ist hingegen ein Begrenzungsteil 96 befestigt, das im Hinblick auf die axialen Richtungen 14, 16 an der Ausgangsseite 10 festgelegt ist und sich in radialer Richtung 18 nach außen in die umlaufende Vertiefung 94 erstreckt. Mithin dient das Begrenzungsteil 96 in Verbindung mit der umlaufenden Vertiefung 94 der Begrenzung der Verschiebbarkeit der Ausgangsseite 10 in Relation zu dem Tragteil 86 und somit zu dem zweiten Laufring 30 des Starterfreilaufs 4. Mithin kommt dem Tragteil 86 in Verbindung mit dem Tragteildeckel 90 eine Doppelfunktion zu.
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In der dargestellten Ausführungsform der Freilaufanordnung 2 ist der Starterfreilauf 4 als trockenlaufender Freilauf ausgebildet, d. h. zumindest innerhalb des Klemmspaltes 32 ist kein Kühl- oder/und Schmiermittel, wie beispielsweise Öl oder Fett, vorgesehen. Unabhängig von der dargestellten Ausführungsform versteht es sich jedoch, dass der hierin beschriebene Starterfreilauf 4 ebenso nasslaufend ausgebildet sein kann, um die eingangs genannten Vorteile zu erzielen.
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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. 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 insbesondere aus 2 ersichtlich, ist jedem der Klemmelemente 34 jeweils ein Federelement 98 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 98 der Vorspannung des Klemmelements 34 in die in 2 gezeigte Klemmposition. Die Klemmelemente 34 können jeweils von der Klemmposition nach 2, 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 98 in eine in 4 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 Starterfreilauf 4 im Grundaufbau um eine sogenannte Einwegkupplung. Dabei ist das jeweilige Klemmelement 34 mit Hilfe des Federelements 98 in Umfangsrichtung 24 in den sich verjüngenden Klemmspalt 32 vorgespannt.
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Das Federelement 98 weist einen langgestreckten Federkörper 100 auf. Der langgestreckte Federkörper 100 ist, wie insbesondere aus 3 ersichtlich, als Blechteil, hier als langgestrecktes Blechband, ausgebildet. Alternativ zu dem Blechteil oder Blechband kann jedoch auch ein Draht als Federkörper 100 zum Einsatz kommen. Im Gegensatz zu einer Schraubenfeder, deren Federkörper, zumeist ein Draht, schraubenförmig gewunden ist, verläuft der langgestreckte Federkörper 100 des Federelements 98 in einer von den radialen Richtungen 18, 20 aufgespannten Radialebene, wobei der Federkörper 100 einen in radialer Richtung 18, 20 wellenartigen Verlauf aufweist. Die Breitenrichtung des in der vorliegenden Ausführungsform als Federkörper 100 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 100 radial außenliegende Wellenberge 102 und radial innenliegende Wellentäler 104 auf, zwischen denen sich Schenkel 106 des langgestreckten Federkörpers 100 erstrecken, die vorzugsweise geradlinig verlaufen. Mithin sind die Schenkel 106 im Wesentlichen in Umfangsrichtung 22, 24 miteinander fluchtend angeordnet. Die radial außenliegenden Wellenberge 102 sind in radialer Richtung 18 nach außen an dem ersten Laufring 28 bzw. dessen Innenseite abstützbar oder abgestützt, während die radial innenliegenden Wellentäler 104 vorzugsweise in radialer Richtung 18, 20 von dem zweiten Laufring 30 bzw. dessen Außenseite beabstandet sind.
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Der Federkörper 100 weist ferner einen dem Klemmelement 34 zugewandten Stützabschnitt 108, an dem Klemmelement 34 abstützbar oder abgestützt ist, und einen dem Klemmelement 34 abgewandten Befestigungsabschnitt 110 auf. Der im Wesentlichen U-förmig ausgebildete Befestigungsabschnitt 110 dient der verrastenden Befestigung des Federkörpers 100 bzw. des Federelements 98 an dem ersten Laufring 28, der zu diesem Zweck einen in radiale Richtung 20 in den Klemmspalt 32 hervorstehenden Vorsprung 112 aufweist. Der Vorsprung 112 wird sowohl in den Umfangsrichtungen 22, 24 als auch in den radialen Richtungen 18, 20 von dem Befestigungsabschnitt 110 klemmend oder verrastend hintergriffen, um eine sichere Befestigung des Federelements 98 an dem ersten Laufring 28 zu bewirken. Alternativ kann der Befestigungsabschnitt 110 des Federelements 98 bzw. dessen Federkörpers 100 auch verrastend an dem zweiten Laufring 30 oder einer der beiden Seitenwände 40, 42 befestigt sein, wobei ein entsprechender, in den Klemmspalt 32 hervorstehender Vorsprung 112 dann an dem zweiten Laufring 30, der ersten Seitenwand 40 oder der zweiten Seitenwand 42 vorgesehen sein könnte.
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Wie aus 3 ersichtlich, weist der Federkörper 100 bezogen auf dessen Erstreckungsrichtung unterschiedliche Breiten in axialer Richtung 14, 16 auf. So weisen in der dargestellten Ausführungsform die Wellenberge 102, die Wellentäler 104, der Befestigungsabschnitt 110 und der Stützabschnitt 108 eine größere Breite in axialer Richtung 14, 16 als die Schenkel 106 auf. Auf diese Weise wird eine etwaige Kontaktfläche des Federelements 98 bzw. des Federkörpers 100 mit den Seitenwänden 40, 42 reduziert, was eine verringerte Reibung zur Folge hat bzw. hätte.
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Nachstehend wird unter Bezugnahme auf 5 eine zweite Ausführungsform der erfindungsgemäßen Freilaufanordnung 2 beschrieben, die der ersten Ausführungsform nach den 1 bis 4 im Wesentlichen entspricht, so dass nachstehend lediglich auf die Unterschiede eingegangen werden soll, gleiche Bezugszeichen für gleiche oder ähnliche Teile verwendet werden und die vorangehende Beschreibung der 1 bis 4 im Übrigen entsprechend gilt.
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Während bei der Ausführungsform nach 1 die einander zugeordneten Blechteile 50, 52 des Starterrades 36, die einander zugeordneten Blechteile 58, 60 des Antriebsrades 38, die einander zugeordneten Blechteile 66, 68 der ersten Seitenwand 40 und die einander zugeordneten Blechteile 74, 76 der zweiten Seitenwand 42 jeweils unmittelbar, allenfalls unter Vermittlung eines Klebstoffes, aneinander anliegen oder abgestützt sind, erfolgt das Anliegen oder Abstützen der einander zugeordneten Blechteile in der zweiten Ausführungsform nach 5 unter Zwischenlage einer Dämpfungsschicht 114. Mit anderen Worten sind die beiden Blechteile 50, 52 des Starterrades 36, die beiden Blechteile 58, 60 des Antriebsrades 38, die beiden Blechteile 66, 68 der ersten Seitenwand 40 und die beiden Blechteile 74, 76 der zweiten Seitenwand 42 unter Zwischenlage einer Dämpfungsschicht 114 miteinander verbunden. Die Dämpfungsschicht 114 ist weicher oder/und elastischer als das erste Blechteil 50, 58, 66 bzw. 74 einerseits und das zweite Blechteil 52, 60, 68 bzw. 76 andererseits ausgebildet.
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Grundsätzlich könnte die Dämpfungsschicht 114 auch von einem Blechteil gebildet sein, es hat sich jedoch als vorteilhaft herausgestellt, wenn die Dämpfungsschicht 114 aus einem viskoelastischen oder/und nichtmetallischen Material gebildet ist. Darüber hinaus ist die Dämpfungsschicht 114 mit mindestens einem der ersten oder zweiten Blechteile 50, 58, 66, 74; 52, 60, 68, 76 verklebt, wobei es sich als vorteilhaft erwiesen hat, wenn die Dämpfungsschicht 114 sowohl mit dem ersten als auch mit dem zweiten Blechteil der jeweiligen Blechteilpaarung verklebt ist. Alternativ oder ergänzend kann die Dämpfungsschicht 114 einer Vulkanisation unterzogen worden sein, wobei die Dämpfungsschicht 114 dann an zumindest eines der ersten und zweiten Blechteile 50, 58, 66, 74; 52, 60, 68, 76, vorzugsweise an beide Blechteile 50, 52; 58, 60; 66, 68; 74, 76, anvulkanisiert ist, um ein Anhaften der Dämpfungsschicht 114 an einem oder beiden Blechteilen der jeweiligen Blechteilpaarung zu erzielen. Darüber hinaus kann die Dämpfungsschicht 114 grundsätzlich auch als von den Blechteilen der jeweiligen Blechteilpaarung separate Dämpfungsschicht 114 ausgebildet sein, die dann zwischen den einander zugeordneten Blechteilen 50, 52; 58, 60; 66, 68; 74, 76 eingeklemmt ist, die beispielsweise kraftschlüssig, vorzugsweise durch Schrauben oder Nieten, formschlüssig oder stoffschlüssig, vorzugsweise durch Schweißen, miteinander verbunden sein können. Die Dämpfungsschicht 114 könnte bei Blechteilen, die miteinander verklebt sind, ausschließlich von dem Klebstoff bzw. einer Klebeschicht selbst gebildet sein, es ist jedoch auch vorteilhaft, wenn die Dämpfungsschicht 114 nicht von einem Klebstoff gebildet ist und allenfalls über einen Klebstoff oder auf sonstige Weise, gegebenenfalls stoffschlüssig, formschlüssig oder/und kraftschlüssig, mit den einander zugeordneten Blechteilen 50, 52; 58, 60; 66, 68; 74, 76 verbunden ist.
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Beiden Ausführungsformen nach den 1 und 5 ist ferner gemein, dass eine nachfolgende Komponente 116, die über die Ausgangsseite 10 der Antriebseinheit 8 angetrieben wird und beispielsweise von einer Kupplung, einem hydrodynamischen Wandler, einem Schwungrad oder Ähnlichem gebildet sein kann, derart über das als Flexplate ausgebildete Antriebsrad 38 mit der Ausgangsseite 10 der Antriebseinheit 8 in Drehmitnahmeverbindung steht, dass das als Flexplate ausgebildete Antriebsrad 38 auch zwischen der Ausgangsseite 10 und der nachfolgenden Komponente 116 wirkt. Dies hat den Vorteil, dass eine Verlagerung der Ausgangsseite 10 in axialer Richtung 14, 16 oder/und ein Kippen der Ausgangsseite 10 relativ zu der Drehachse 26 durch das als Flexplate ausgebildete Antriebsrad 38 abgefangen und somit allenfalls abgeschwächt auf die nachfolgende Komponente 116 übertragen wird.
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Bezugszeichenliste
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- 2
- Freilaufanordnung
- 4
- Starterfreilauf
- 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
- Starterrad
- 38
- Antriebsrad
- 40
- erste Seitenwand
- 42
- zweite Seitenwand
- 44
- Ausgangsseite
- 46
- Zahnkranz
- 48
- Blechabschnitt
- 50
- erstes Blechteil
- 52
- zweites Blechteil
- 54
- Seitenfläche
- 56
- Drehmomentübertragungsweg
- 58
- erstes Blechteil
- 60
- zweites Blechteil
- 62
- Seitenfläche
- 64
- Drehmomentübertragungsweg
- 66
- erstes Blechteil
- 68
- zweites Blechteil
- 70
- Seitenfläche
- 72
- Seite
- 74
- erstes Blechteil
- 76
- zweites Blechteil
- 78
- Seitenfläche
- 80
- Seite
- 82
- Radiallager
- 84
- feststehendes Gehäuse
- 86
- Tragteil
- 88
- umlaufende Vertiefung
- 90
- Tragteildeckel
- 92
- Gleitteil oder Gleitbeschichtung
- 94
- umlaufende Vertiefung
- 96
- Begrenzungsteil
- 98
- Federelement
- 100
- Federkörper
- 102
- Wellenberge
- 104
- Wellentäler
- 106
- Schenkel
- 108
- Stützabschnitt
- 110
- Befestigungsabschnitt
- 112
- Vorsprung
- 114
- Dämpfungsschicht
- 116
- nachfolgende Komponente
- a
- Außendurchmesser
- b
- Breite
