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Die Erfindung betrifft eine Freilaufvorrichtung für ein Kraftfahrzeug, umfassend einen Innenring und einen Außenring sowie mindestens eine radial zwischen dem Innenring und dem Außenring angeordnete, aus mehreren Segmenten, die in Umfangsrichtung durch jeweils ein federndes Element miteinander verbunden sind, gebildete Kupplungsscheibe, wobei der Innenring an einer Außenumfangsfläche eine Vielzahl von Rampen aufweist, die mit korrespondierend dazu ausgebildeten Rampen an einer Innenumfangsfläche der mindestens einen Kupplungsscheibe zusammenwirkt, um bei einer ersten Relativbewegung zwischen der mindestens einen Kupplungsscheibe und dem Innenring eine Freilauffunktion zu ermöglichen und bei einer zweiten Relativbewegung zwischen der mindestens einen Kupplungsscheibe und dem Innenring, die entgegengesetzt zur ersten Relativbewegung ist, eine Sperrfunktion zu ermöglichen.
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Des Weiteren betrifft die Erfindung eine permanent eingespurte Startervorrichtung mit einer solchen Freilaufvorrichtung.
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Gebiet der Erfindung
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Aus der
WO 2014/011613 geht eine Freilaufvorrichtung für ein Kraftfahrzeug hervor. Diese umfasst einen Innenring mit Rampen an einer Außenumfangsfläche und einen Außenring. Radial zwischen dem Innenring und dem Außenring sind zwei Kupplungsscheiben angeordnet, die aus mehreren Segmenten bestehen. Diese Segmente sind in Umfangsrichtung durch jeweils ein federndes Element miteinander verbunden. Ferner weisen die Kupplungsscheiben an ihrer Innenumfangsfläche Rampen auf, die korrespondierend zu den Rampen am Innenring ausgebildet sind und mit diesen zusammenwirken. Bei einer ersten Relativbewegung zwischen den Kupplungsscheiben und dem Innenring wird eine Freilauffunktion ermöglicht und bei einer zweiten Relativbewegung zwischen den Kupplungsscheiben und dem Innenring, die entgegengesetzt zur ersten Relativbewegung ist, wird eine Sperrfunktion ermöglicht. Nachteilig ist, dass bei hohen Drehzahlen die Reibung in Freilaufrichtung auf einen relativ hohen Wert zunimmt.
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Aufgabenstellung
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Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Freilaufvorrichtung mit reibungsminimierter Freilauffunktion zu schaffen.
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Erfindungsgemäße Lösung
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Erfindungsgemäß weist zumindest ein erstes Segment der mindestens einen Kupplungsscheibe zur Reibungsminimierung der Freilauffunktion eine Rampenkontur auf, die ausschließlich bei der ersten Relativbewegung zwischen der mindestens einen Kupplungsscheibe und dem Innenring mit einem im Wesentlichen korrespondierend dazu ausgebildeten Hinterschnitt an der jeweiligen Rampe des Innenrings zusammenwirkt. Des Weiteren bevorzugt weist jedes Segment der mindestens einen Kupplungsscheibe zur Reibungsminimierung der Freilauffunktion eine jeweilige Rampenkontur auf. Mit anderen Worten umfasst die Freilaufvorrichtung nicht nur Rampen an dem Innenring sowie korrespondierend dazu ausgebildete Rampen am an der mindestens einen Kupplungsscheibe, sondern auch Rampenkonturen an den Segmenten, die zur Reibungsminimierung der Freilauffunktion mit Hinterschnitten an den Rampen des Innenrings zusammenwirken.
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Die Rampenkontur an den Segmenten rutscht dabei in den jeweiligen Hinterschnitt. Aufgrund der federnden Wirkung des federnden Elements federt das jeweilige Segment sowohl radial als auch in Umfangsrichtung. Mit anderen Worten kippt das jeweilige Segment und ermöglicht so die Freilauffunktion. Die Rampenkontur ermöglicht während der Freilauffunktion eine Reduzierung der Reibung auch bei großen Drehzahlen. Während einer Sperrfunktion wirken die Rampen am Innenring mit den korrespondierend dazu ausgebildeten Rampen an der mindestens einen Kupplungsscheibe zusammen und sperren dadurch die Freilaufvorrichtung. Die Rampen des Innenrings drücken nämlich radial gegen die Rampen an der mindestens einen Kupplungsscheibe und verklemmen. Es resultiert eine Klemmung zwischen dem Innenring und der mindestens einen Kupplungsscheibe.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform weist die Rampenkontur eine im Wesentlichen lineare Kontur auf, die mit einer im Wesentlichen linearen Kontur des Hinterschnittes an den Rampen des Innenrings zusammenwirkt, um dazwischen einen Flächenkontakt zu ermöglichen. Der Flächenkontakt entsteht durch die Anlage der linear ausgebildeten Rampenkontur an die korrespondierend dazu ausgebildete lineare Kontur des Hinterschnittes.
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Vorzugsweise beträgt ein Rampenwinkel der jeweiligen Rampenkontur zwischen 25° und 65°. Dadurch wird insbesondere ein Klemmen des jeweiligen Segmentes verhindert. Besonderes bevorzugt beträgt der Rampenwinkel der jeweiligen Rampenkontur zwischen 35° und 55°. Insbesondere beträgt der Rampenwinkel der jeweiligen Rampenkontur 45°.
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Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist die Rampenkontur eine im Wesentlichen abgerundete Kontur auf, die mit einer im Wesentlichen linearen Kontur des Hinterschnittes an den Rampen des Innenrings zusammenwirkt, um dazwischen einen Linienkontakt zu ermöglichen. Mithin entsteht der Linienkontakt durch die Anlage der abgerundet ausgebildeten Rampenkontur an die lineare Kontur des Hinterschnittes.
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Die Erfindung schließt die technische Lehre ein, dass die mindestens eine Kupplungsscheibe einen radial verlaufenden Spalt aufweist, der das erste Segment der mindestens einen Kupplungsscheibe von einem letzten Segment der mindestens einen Kupplungsscheibe trennt. Mithin ist die mindestens eine Kupplungsscheibe in Umfangsrichtung nicht geschlossen, sondern weist den radial verlaufenden Spalt auf. Mit anderen Worten fehlt zwischen dem erste und dem letzten Segment der Kupplungsscheibe das federnde Element. Dies erleichtert insbesondere die Montage der mindestens einen Kupplungsscheibe. Insbesondere ist ein Abmaß in Umfangsrichtung des letzten Segmentes geringfügig größer als die Abmaße in Umfangsrichtung der restlichen Segmente. Daraus ergibt sich der Vorteil, dass der erste Kontakt zwischen der Rampenkontur und dem Hinterschnitt an den Rampen des Innenrings in Freilaufrichtung am letzten Segment erfolgt. In Folge dessen zieht das letzte Segment während der Freilauffunktion die restlichen Segmente hinterher, wodurch die Reibung weiter reduziert wird.
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Kurzbeschreibung der Zeichnung
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Weitere die Erfindung verbessernde Maßnahmen werden nachstehend gemeinsam mit der Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Figuren näher dargestellt. Es zeigen
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1 eine schematische Darstellung zur Veranschaulichung des Aufbaus einer erfindungsgemäßen Freilaufvorrichtung,
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2 eine schematische Detailansicht einer erfindungsgemäßen Kupplungsscheibe mit Rampenkontur, die mit einem Hinterschnitt an dem Innenring zusammenwirkt gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel, und
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3 eine schematische Detailansicht einer erfindungsgemäßen Kupplungsscheibe mit Rampenkontur, die mit einem Hinterschnitt an dem Innenring zusammenwirkt gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel.
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Ausführliche Beschreibung der Zeichnung
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Gemäß 1 weist eine erfindungsgemäße Freilaufvorrichtung für eine permanent eingespurte Startervorrichtung eines Kraftfahrzeugs einen Innenring 1 und einen Außenring 2 sowie eine radial zwischen dem Innenring 1 und dem Außenring 2 angeordnete Kupplungsscheibe 3 auf. Dabei wird die Kupplungsscheibe 3 aus insgesamt 10 Segmenten 3a–3j gebildet, die in Umfangsrichtung durch jeweils ein federndes Element 4 miteinander verbunden sind. Das federnde Element 4 ist im Wesentlichen radial ausgebildet und verbindet jeweils zwei Segmente 3a–3j miteinander. Dabei erstreckt sich das federnde Element 4 von einer Innenumfangsfläche 8 eines ersten Segmentes 3a zu einer Außenumfangsfläche 13 eines zweiten Segmentes 3b. Lediglich das erste und das letzte Segment 3a, 3j sind nicht über einem federnden Element 4 miteinander verbunden. Daher weist die Kupplungsscheibe 3 an dieser Stelle einen radial verlaufenden Spalt 12 auf, so dass das erste Segment 3a der Kupplungsscheibe 3 von dem letzten Segment 3j der Kupplungsscheibe 3 getrennt ist.
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Ferner kommt die Kupplungsscheibe 3 mit der Außenumfangsfläche 13 an dem Außenring 2 zur Anlage und ist in Sperrrichtung drehfest mit diesem verbunden. Darüber hinaus weist die Kupplungsscheibe 3 an der Innenumfangsfläche 8 eine Vielzahl von Rampen 7 auf, die mit einer Vielzahl korrespondierend dazu ausgebildeten Rampen 6 an einer Außenumfangsfläche 5 des Innenrings 1 zusammenwirken. Durch dieses Zusammenwirken der jeweiligen Rampen 6, 7 wird bei einer ersten Relativbewegung zwischen der Kupplungsscheibe 3 und dem Innenring 1 eine Freilauffunktion ermöglicht. Demgegenüber wird bei einer zweiten Relativbewegung zwischen der Kupplungsscheibe 3 und dem Innenring 1, die entgegengesetzt zur ersten Relativbewegung ist, eine Sperrfunktion ermöglicht.
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Zur Reibungsminimierung der Freilauffunktion weist jedes Segment 3a–3j der Kupplungsscheibe 3 eine Rampenkontur 9 auf, die ausschließlich bei der ersten Relativbewegung zwischen der Kupplungsscheibe 3 und dem Innenring 1 mit einem im Wesentlichen korrespondierend dazu ausgebildeten Hinterschnitt 10 an der jeweiligen Rampe 6 des Innenrings 1 zusammenwirkt. Dementsprechend weist der Innenring 1 während einer Freilauffunktion relativ zur Kupplungsscheibe 3 eine Bewegung im Uhrzeigersinn auf, wobei die Rampenkontur 9 in dem Hinterschnitt 10 der Rampen 6 an der Außenumfangsfläche 5 des Innenrings 1 rutscht. Der jeweilige Hinterschnitt 10 selbst besitzt eine Kontur, die mit der Kontur der jeweiligen Rampenkontur 9 zusammenwirkt und auf das jeweilige Segment 3a–3j eine resultierende, radial zu einer Rotationsachse wirkende Kraft hervorruft. Dadurch wird eine radiale Verlagerung des jeweiligen Segments 3a–3j bewirkt, so dass der Kontakt des jeweiligen Segmentes 3a–3j mit der Außenumfangsfläche 5 des Innenring 1 verringert wird und somit die Reibung reduziert wird.
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Nach 2 weist die Rampenkontur 9 eine im Wesentlichen lineare Kontur auf, die mit einer im Wesentlichen linearen Kontur des Hinterschnittes 10 an den Rampen 6 des Innenrings 1 zusammenwirkt, um dazwischen einen Flächenkontakt zu ermöglichen. Um ein Klemmen des jeweiligen Segmentes 3a–3j zu verhindern beträgt der Rampenwinkel 50°. Ferner ist in 2 der radial verlaufenden Spalt 12 abgebildet.
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Gemäß 3 weist die Rampenkontur 9 eine im Wesentlichen abgerundete Kontur auf, die mit einer linearen Kontur des Hinterschnittes 10 an den Rampen 6 des Innenrings 1 zusammenwirkt, um dazwischen einen Linienkontakt zu ermöglichen. Ein Linienkontakt senkt die Reibung zwischen dem Innenring 1 und der Kupplungsscheibe 3 weiter ab. Dabei bleibt die Funktion der Freilaufvorrichtung unverändert.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Innenring
- 2
- Außenring
- 3
- Kupplungsscheibe
- 3a–3j
- Segment
- 4
- federndes Element
- 5
- Außenumfangsfläche
- 6
- Rampen am Innenring
- 7
- Rampen an der Kupplungsscheibe
- 8
- Innenumfangsfläche
- 9
- Rampenkontur
- 10
- Hinterschnitt
- 11
- Rampenwinkel
- 12
- Spalt
- 13
- Außenumfangsfläche
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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