DE102014225961A1 - Freewheel device - Google Patents

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DE102014225961A1
DE102014225961A1 DE102014225961.4A DE102014225961A DE102014225961A1 DE 102014225961 A1 DE102014225961 A1 DE 102014225961A1 DE 102014225961 A DE102014225961 A DE 102014225961A DE 102014225961 A1 DE102014225961 A1 DE 102014225961A1
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DE
Germany
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torque
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freewheel
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DE102014225961.4A
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Inventor
Marc Finkenzeller
Daniel Helmer
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Schaeffler Technologies AG and Co KG
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Schaeffler Technologies AG and Co KG
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Abstract

Es ist eine Freilaufeinrichtung zum Sperren oder Unterbrechen einer Drehmomentübertragung, insbesondere zur wahlweisen Zuschaltung einer elektrischen Maschine an einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs und/oder zum Antrieb von Nebenaggregaten eines Kraftfahrzeugs mit Hilfe eines nur in einer Übertragungsrichtung betriebenen Zugmittels, vorgesehen mit einem Eingangselement zum Einleiten eines Drehmoments, einem Ausgangselement zum Ausleiten des Drehmoments, einer Kupplung zum Kuppeln des Eingangselements mit dem Ausgangselement, einem eine Eingangsrampe zum Einleiten zumindest eines Teils des Drehmoments und eine relativ zur Eingangsrampe verdrehbare Ausgangsrampe zum Ausleiten zumindest eines Teils des Drehmoments aufweisenden Rampensystem zum Schließen und/oder Öffnen der Kupplung infolge einer Relativdrehung der Ausgangsrampe zur Eingangsrampe und einem mit dem Eingangselement und der Eingangsrampe gekoppelten Vorsteuerfreilauf zur drehrichtungsabhängigen Übertragung und/oder Unterbrechung einer Drehmomentübertragung zwischen dem Eingangselement und der Eingangsrampe. Mit Hilfe des Vorsteuerfreilaufs kann bei geringen an dem Vorsteuerfreilauf angreifenden Drehmomenten die Kupplung drehrichtungsabhängig geöffnet und geschlossen werden, so dass im geschlossenen Zustand der Kupplung ein besonders hohes Drehmoment zwischen dem Eingangselement und dem Ausgangselement an dem Vorsteuerfreilauf vorbei über die Kupplung übertragen werden kann, so dass eine drehrichtungsabhängige Übertragung eines hohen Drehmoments ermöglicht ist.It is a freewheel device for blocking or interrupting a torque transmission, in particular for selectively connecting an electrical machine to a drive train of a motor vehicle and / or for driving ancillaries of a motor vehicle by means of a traction device operated only in a transmission direction, provided with an input element for introducing a torque an output member for outputting the torque, a clutch for coupling the input member to the output member, an input ramp for introducing at least a portion of the torque and a ramp rotatable relative to the input ramp for discharging at least a portion of the torque having ramp system for closing and / or opening the clutch due to a relative rotation of the output ramp to the input ramp and coupled to the input member and the input ramp pilot freewheel for the direction of rotation-dependent transmission and / or Interruption of torque transmission between the input element and the input ramp. With the help of the pilot freewheel, the coupling can be opened and closed depending on the direction of rotation at low acting on the pilot freewheel, so that in the closed state of the clutch, a particularly high torque between the input element and the output element on the pilot freewheel over the clutch can be transmitted so that a direction of rotation-dependent transmission of high torque is possible.

Description

Die Erfindung betrifft eine Freilaufeinrichtung, mit deren Hilfe wahlweise eine Drehmomentübertragung zugelassen oder unterbrochen werden kann, beispielsweise zur wahlweisen Zuschaltung einer elektrischen Maschine an einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs und/oder zum Antrieb von Nebenaggregaten eines Kraftfahrzeugs mit Hilfe eines nur in einer Übertragungsrichtung betriebenen Zugmittels.The invention relates to a freewheel device, with the aid of either a torque transmission can be permitted or interrupted, for example for selectively connecting an electric machine to a drive train of a motor vehicle and / or for driving ancillaries of a motor vehicle by means of a traction device operated only in a transmission direction.

Beispielsweise aus EP 1 838 972 B1 ist ein Klemmkörperfreilauf bekannt, bei dem bei einer Relativdrehung eines Innenrings zu einem Außenring in einer ersten Relativrichtung Klemmkörper zwischen dem Innenring und dem Außenring zur Übertragung eines Drehmoments verklemmt werden und bei einer der ersten Relativrichtung entgegen gesetzten zweiten Relativrichtung die Klemmkörper verkippt werden, wodurch eine Drehmomentübertragung zwischen dem Innenring und dem Außenring unterbrochen wird. Das von dem Klemmkörperfreilauf maximal übertragbare Drehmoment ist insbesondere durch die mechanische Belastbarkeit der Klemmkörper begrenzt.For example EP 1 838 972 B1 a sprag freewheel is known in which in a relative rotation of an inner ring to an outer ring in a first relative direction clamping body between the inner ring and the outer ring are clamped for transmitting torque and in one of the first relative direction opposite second relative direction, the clamp body are tilted, whereby a torque transmission between the inner ring and the outer ring is interrupted. The maximum transferable torque of the sprag freewheel is limited in particular by the mechanical load capacity of the clamp body.

Es besteht ein ständiges Bedürfnis möglichst hohe Drehmomente drehrichtungsabhängig übertragen zu können.There is a constant need to transmit the highest possible torque depending on the direction of rotation.

Es ist die Aufgabe der Erfindung Maßnahmen aufzuzeigen, die eine drehrichtungsabhängige Übertragung eines hohen Drehmoments ermöglichen.It is the object of the invention to show measures that allow a direction of rotation-dependent transmission of high torque.

Die Lösung der Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß durch eine Freilaufeinrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben, die jeweils einzeln oder in Kombination einen Aspekt der Erfindung darstellen können.The object is achieved by a freewheel device with the features of claim 1. Preferred embodiments of the invention are specified in the dependent claims, each of which individually or in combination may constitute an aspect of the invention.

Erfindungsgemäß ist eine Freilaufeinrichtung zum Sperren oder Unterbrechen einer Drehmomentübertragung, insbesondere zur wahlweisen Zuschaltung einer elektrischen Maschine an einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs und/oder Antrieb von Nebenaggregaten eines Kraftfahrzeugs mit Hilfe eines nur in einer Übertragungsrichtung betriebenen Zugmittels, vorgesehen mit einem Eingangselement zum Einleiten eines Drehmoments, einem Ausgangselement zum Ausleiten des Drehmoments, einer Kupplung zum Kuppeln des Eingangselements mit dem Ausgangselement, einem eine Eingangsrampe zum Einleiten zumindest eines Teils des Drehmoments und eine relativ zur Eingangsrampe verdrehbare Ausgangsrampe zum Ausleiten zumindest eines Teils des Drehmoments aufweisenden Rampensystem zum Schließen und/oder Öffnen der Kupplung infolge einer Relativdrehung der Ausgangsrampe zur Eingangsrampe und einem mit dem Eingangselement und der Eingangsrampe gekoppelten Vorsteuerfreilauf zur drehrichtungsabhängigen Übertragung und/oder Unterbrechung einer Drehmomentübertragung zwischen dem Eingangselement und der Eingangsrampe.According to the invention, a freewheel device for blocking or interrupting a torque transmission, in particular for selectively connecting an electric machine to a drive train of a motor vehicle and / or drive ancillary components of a motor vehicle by means of a traction device operated only in a transmission direction, provided with an input element for introducing a torque, an output member for outputting the torque, a clutch for coupling the input member to the output member, an input ramp for introducing at least a portion of the torque and a ramp rotatable relative to the input ramp for discharging at least a portion of the torque having ramp system for closing and / or opening the Coupling due to a relative rotation of the output ramp to the input ramp and a pilot-action freewheel coupled to the input element and the input ramp for direction-dependent transmission ng and / or interruption of torque transmission between the input member and the input ramp.

Mit Hilfe der Kupplung kann eine besonders hohe Drehmomentübertragung zwischen dem Eingangselement und dem Ausgangselement erreicht werden. Beispielsweise kann die Kupplung mehrere Reibpaarungen bereitstellen, welche die besonders hohe Drehmomentübertragung ermöglichen. Die Richtungsabhängigkeit der Drehmomentübertragung der Kupplung wird dadurch erreicht, dass das Öffnen und Schließen der Kupplung mit Hilfe des Rampensystems über einen Drehmomentfluss von dem Eingangselement an die Eingangsrampe über den Vorsteuerfreilauf erfolgt. Bei einer ersten Relativdrehung des Eingangselements zum Ausgangselement in einer Sperrrichtung des Vorsteuerfreilaufs kann der Vorsteuerfreilauf in seiner Sperrstellung die Eingangsrampe mit dem Eingangselement koppeln, so dass die Eingangsrampe eine Relativdrehung zur Ausgangsrampe ausführen kann. Die Ausgangsrampe ist insbesondere mit dem Ausgangselement, vorzugsweise drehfest, gekoppelt. Durch die Relativdrehung der Eingangsrampe zur Ausgangsrampe kann sich die Erstreckung des Rampensystems, insbesondere in axialer Richtung, verändern, so dass sich die Ausgangsrampe relativ zur Kupplung verlagern kann. Insbesondere ist vorgesehen, dass in der Sperrstellung des Vorsteuerfreilaufs die Ausgangsrampe auf die Kupplung zu bewegt wird und dadurch die Kupplung schließt. Sobald die Kupplung geschlossen ist, kann ein Großteil des über das Eingangselement eingeleiteten Drehmoments über die geschlossene Kupplung an das Ausgangselement übertragen werden. Der Drehmomentfluss von dem Eingangselement über den Vorsteuerfreilauf und das Rampensystem an die Kupplung kann dabei vergleichsweise gering sein und ist vorzugsweise nur so groß, dass über das Rampensystem eine ausreichende Anpresskraft zum Schließen der Kupplung aufgebracht wird. Bei einer der ersten Relativdrehung entgegen gerichteten zweiten Relativdrehung des Eingangselements zum Ausgangselement kann der Vorsteuerfreilauf in seine Freilaufstellung gebracht werden, in welcher der Vorsteuerfreilauf einen Drehmomentfluss zwischen dem Eingangselements und der Eingangsrampe des Rampensystems unterbricht. Dadurch kann das Rampensystem keine ausreichende Anpresskraft mehr auf die Kupplung ausüben, so dass sich die Kupplung öffnet und auch ein Drehmomentfluss zwischen dem Eingangselement und dem Ausgangselement über die Kupplung unterbrochen wird. Mit Hilfe des Vorsteuerfreilaufs kann bei geringen an dem Vorsteuerfreilauf angreifenden Drehmomenten die Kupplung drehrichtungsabhängig geöffnet und geschlossen werden, so dass im geschlossenen Zustand der Kupplung ein besonders hohes Drehmoment zwischen dem Eingangselement und dem Ausgangselement an dem Vorsteuerfreilauf vorbei über die Kupplung übertragen werden kann, so dass eine drehrichtungsabhängige Übertragung eines hohen Drehmoments ermöglicht ist.With the help of the coupling, a particularly high torque transmission between the input element and the output element can be achieved. For example, the clutch can provide multiple friction pairings, which allow the particularly high torque transmission. The directional dependence of the torque transmission of the clutch is achieved in that the opening and closing of the clutch takes place by means of the ramp system via a torque flow from the input member to the input ramp via the precontrol freewheel. In a first relative rotation of the input element to the output element in a reverse direction of the precontrol freewheel, the precontrol freewheel in its blocking position can couple the input ramp to the input element so that the input ramp can make a relative rotation to the output ramp. The output ramp is in particular coupled to the output element, preferably non-rotatably. Due to the relative rotation of the input ramp to the output ramp, the extension of the ramp system, in particular in the axial direction, can change, so that the output ramp can shift relative to the clutch. In particular, it is provided that in the blocking position of the pilot-control freewheel, the output ramp is moved toward the clutch and thereby closes the clutch. Once the clutch is closed, much of the torque introduced through the input member can be transmitted through the closed clutch to the output member. The torque flow from the input element via the precontrol freewheel and the ramp system to the clutch can be comparatively low and is preferably only so great that a sufficient contact force for closing the clutch is applied via the ramp system. In one of the first relative rotation opposing second relative rotation of the input element to the output element of the pilot freewheel can be brought into its freewheeling position in which the pilot freewheel interrupts a torque flow between the input element and the input ramp of the ramp system. As a result, the ramp system can no longer exert sufficient contact force on the clutch, so that the clutch opens and also a torque flow between the input element and the output element is interrupted via the clutch. With the aid of the precontrol freewheel, the coupling can be opened and closed depending on the direction of rotation at low torques acting on the pilot freewheel, so that in the closed state of the coupling a Particularly high torque between the input element and the output element can be transmitted to the pilot override over the clutch, so that a direction of rotation-dependent transmission of high torque is possible.

Der Vorsteuerfreilauf kann insbesondere als Klemmkörperfreilauf, Rollenfreilauf oder Ähnliches ausgestaltet sein. Hierbei wird die Erkenntnis ausgenutzt, dass durch die Betätigung der Kupplung mit Hilfe des auf das Rampensystem einwirkenden Vorsteuerfreilaufs ein besonders großer Anteil und/oder ein besonders hohes Drehmoment an dem Vorsteuerfreilauf vorbei über die Kupplung übertragen werden kann, so dass der Vorsteuerfreilauf nicht für die Übertragung eines nominellen Maximaldrehmoments, insbesondere des maximale Nenndrehmoment eines Kraftfahrzeugmotors, ausgelegt werden braucht. Es ist sogar grundsätzlich möglich den Vorsteuerfreilauf zur Übertragung eines Drehmoments auszulegen, das mit einer vorgesehenen maximalen Anpresskraft der Kupplung korrespondiert. Die mechanischen Belastungen des Vorsteuerfreilaufs und des Rampensystems können dadurch gering gehalten werden, wobei gleichzeitig ein besonders hohes Drehmoment mit Hilfe der über den Vorsteuerfreilauf betätigten Kupplung übertragen werden kann. Die Eingangsrampe und die Ausgangsrampe des Rampensystems können unmittelbar oder mittelbar, beispielsweise über eine Kugel, aneinander abgestützt sein. Bei einer Relativdrehung der Eingangsrampe zur Ausgangsrampe kann sich eine Gesamterstreckung des Rampensystems, insbesondere in axialer Richtung, verändern. Diese Veränderung der Gesamterstreckung des Rampensystems kann genutzt werden, um die Kupplung bei einer Relativdrehung zu schließen und einer entgegen gesetzten Relativdrehung zu öffnen. Das Rampensystem kann beispielsweise über ein Hebelsystem an der Kupplung angreifen, so dass eine zusätzliche Übersetzung zwischen dem Rampensystem und der Kupplung vorgesehen sein kann, beispielsweise um bei einem geringen Drehmoment eine hohe Anpresskraft für die Kupplung zu erreichen. Die Kupplung kann insbesondere als Reibungskupplung ausgestaltet sein, bei der eine oder mehrere Kupplungsscheiben reibschlüssig verpresst werden können, um einen Drehmomentfluss zwischen dem Eingangselement und dem Ausgangselement herbeizuführen. Hierzu kann die mindestens eine Kupplungsscheibe mit dem Eingangselement und mindestens eine Anpressplatte und/oder Gegenplatte mit dem Ausgangselement drehfest und ggf. verschiebbar verbunden sein oder umgekehrt. The precontrol freewheel can be configured in particular as a sprag freewheel, roller freewheel or the like. In this case, the knowledge is exploited that a particularly large proportion and / or a particularly high torque can be transmitted to the pilot freewheel over the clutch by the operation of the clutch by means of acting on the ramp system pilot freewheel, so that the pilot freewheel not for transmission a nominal maximum torque, in particular the maximum rated torque of an automotive engine needs to be designed. It is even possible in principle to design the precontrol freewheel to transmit a torque which corresponds to a maximum forcing force of the coupling provided. The mechanical loads of the pilot drive freewheel and the ramp system can be kept low, while at the same time a particularly high torque can be transmitted by means of the actuated via the pilot freewheel clutch. The input ramp and the output ramp of the ramp system can be supported directly or indirectly, for example via a ball, to one another. With a relative rotation of the input ramp to the output ramp, an overall extension of the ramp system, in particular in the axial direction, can change. This change in the overall extension of the ramp system can be used to close the clutch in a relative rotation and open an opposite relative rotation. The ramp system can engage, for example via a lever system on the clutch, so that an additional ratio between the ramp system and the clutch can be provided, for example, to achieve a high contact pressure for the clutch at a low torque. In particular, the clutch may be configured as a friction clutch, in which one or more clutch discs may be frictionally pressed in order to bring about a flow of torque between the input member and the output member. For this purpose, the at least one clutch disc with the input element and at least one pressure plate and / or counter-plate with the output member rotatably and possibly slidably connected or vice versa.

Insbesondere ist die Ausgangsrampe zum Schließen und/oder Öffnen der Kupplung in axialer Richtung relativ zum Eingangselement und/oder relativ zum Ausgangselement verlagerbar.In particular, the output ramp for closing and / or opening the coupling in the axial direction relative to the input element and / or relative to the output element is displaceable.

Die rotatorische Bewegung des Vorsteuerfreilaufs kann über das Rampensystem in eine Bewegung der Ausgangsrampe beziehungsweise einer zur Kupplung weisenden Fläche der Ausgangsrampe mit einem translatorischen Anteil in axialer Richtung gewandelt werden. Ferner kann dadurch radialer Bauraum eingespart werden. The rotational movement of the precontrol freewheel can be converted via the ramp system into a movement of the output ramp or a surface of the output ramp facing the coupling with a translational component in the axial direction. Furthermore, this radial space can be saved.

Vorzugsweise ist eine Rückstellfeder zum Verdrehen der Ausgangsrampe relativ zur Eingangsrampe in eine definierte Ausgangslage vorgesehen. Insbesondere wenn über den Vorsteuerfreilauf in der Freilaufstellung kein Drehmoment von dem Eingangselement in das Rampensystem eingeleitet wird, kann die Rückstellfeder die Ausgangsrampe in eine definierte Ausgangslage bewegen. In dieser Ausgangslage wird von der Ausgangsrampe insbesondere keine Anpresskraft in die Kupplung eingeleitet und die Kupplung kann sich in einer geöffneten Stellung befinden („normally open“). Die Rückstellfeder kann zur Erreichung der Ausgangslage die Ausgangsrampe und/oder die Eingangsrampe drücken und/oder ziehen. Die Rückstellfeder kann beispielsweise an einer Kupplungsscheibe der Kupplung angreifen und die Kupplungsscheibe in eine Position bewegen, in der die Kupplungsscheibe nicht mehr reibschlüssig verpresst ist, wobei die Kupplungsscheibe hierbei die Ausgangsrampe mitnimmt und in die Ausgangslage bewegt. Die Rückstellfeder ist beispielsweise als Blattfeder ausgestaltet. Preferably, a return spring for rotating the output ramp relative to the input ramp is provided in a defined starting position. In particular, when no torque is introduced from the input element into the ramp system via the precontrol freewheel in the freewheeling position, the return spring can move the output ramp into a defined starting position. In this initial position of the output ramp in particular no contact force is introduced into the clutch and the clutch can be in an open position ("normally open"). The return spring may press and / or pull the output ramp and / or the input ramp to achieve the starting position. The return spring may, for example, engage a clutch disc of the clutch and move the clutch disc to a position in which the clutch disc is no longer frictionally pressed, wherein the clutch disc in this case entrains the output ramp and moves into the starting position. The return spring is configured for example as a leaf spring.

Besonders bevorzugt ist die Rückstellfeder mit der Ausgangsrampe und dem Ausgangselement verbunden. Die Rückstellfeder ist insbesondere als Blattfeder ausgestaltet. Vorzugsweise ist die Ausgangsrampe im Wesentlichen drehfest aber relativ axial verlagerbar über die Rückstellfeder mit dem Ausgangselement verbunden. Die Eingangsrampe kann, wenn der Vorsteuerfreilauf sich in der Sperrstellung befindet, im Wesentlichen mit der Drehzahl des Eingangselements mitdrehen, so dass die Relativdrehung der Ausgangsrampe zur Eingangsrampe im Wesentlichen der Relativdrehung des Ausgangselements zum Eingangselement entspricht. Particularly preferably, the return spring is connected to the output ramp and the output element. The return spring is designed in particular as a leaf spring. Preferably, the output ramp is substantially non-rotatably but relatively axially displaceable connected via the return spring to the output member. The input ramp, when the pilot cam freewheel is in the blocking position, substantially rotate with the speed of the input member, so that the relative rotation of the output ramp to the input ramp substantially corresponds to the relative rotation of the output member to the input member.

Insbesondere ist die Kupplung als Mehrscheibenkupplung, insbesondere Lamellenkupplung, ausgestaltet. Dadurch ergeben sich mehrere Reibpaarungen, über die ein entsprechend hohes Drehmoment übertragen werden kann. Insbesondere kann dadurch beispielsweise radialer Bauraum für die Kupplung eingespart werden, indem mehrere Reibpaarungen in axialer Richtung hintereinander vorgesehen werden. Insbesondere sind mehrere verschiebbare Kupplungsscheiben beziehungsweise Reiblamellen vorgesehen, die von einer über die Ausgangsrampe eingeleitete Anpresskraft verpresst werden können.In particular, the clutch is designed as a multi-plate clutch, in particular multi-plate clutch. This results in several friction pairings over which a correspondingly high torque can be transmitted. In particular, this can be saved, for example, radial space for the clutch by several friction pairings are provided in the axial direction one behind the other. In particular, a plurality of displaceable clutch disks or friction disks are provided which can be pressed by a contact force introduced via the output ramp.

Vorzugsweise bilden das Eingangselement einen Innenläufer und das Ausgangselement einen radial außerhalb zum Innenläufer angeordneten Außenläufer der als Lamellenkupplung ausgestalteten Kupplung aus. Die Bauteileanzahl kann dadurch gering gehalten werden, wodurch die Montage erleichtert und die Herstellungskosten gesenkt sind. Preferably, the input element form an internal rotor and the output element form a radially outwardly to the inner rotor arranged external rotor of the coupling designed as a multi-plate clutch. The number of components can thereby be kept low, whereby the assembly is facilitated and the manufacturing costs are reduced.

Besonders bevorzugt weist die Ausgangsrampe eine Reibfläche zum Verpressen eines Reibbelags der Kupplung auf. Die Ausgangsrampe des Rampensystems kann dadurch gleichzeitig eine Anpressplatte der Kupplung ausbilden, so dass eine geringe Bauteileanzahl erreicht werden kann. Die Reibfläche der Ausgangsrampe kann im geschlossenen Zustand der Kupplung einen Reibbelag einer Kupplungsscheibe beziehungsweise einer Reiblamelle direkt kontaktieren. Vorzugsweise kann die Ausgangsrampe über das Rampensystem, insbesondere über die Eingangsrampe Reibungswärme beim Schließen der Kupplung abführen. Particularly preferably, the output ramp has a friction surface for pressing a friction lining of the coupling. The output ramp of the ramp system can thereby simultaneously form a pressure plate of the coupling, so that a small number of components can be achieved. The friction surface of the output ramp can contact a friction lining of a clutch disc or a friction plate directly in the closed state of the clutch. Preferably, the output ramp via the ramp system, in particular via the input ramp dissipate frictional heat when closing the clutch.

Insbesondere ist das Rampensystem als Kugelrampensystem mit mindestens einer in Kugelrampenbahnen der Eingangsrampe und der Ausgangsrampe geführten Kugel ausgestaltet. Durch die Kugel ist eine geringe Reibung gegeben. Durch den Lauf der Kugel in den Kugelrampenbahnen kann eine gute Führung der Kugel erreicht werden.In particular, the ramp system is designed as a ball ramp system with at least one guided in ball ramp paths of the input ramp and the output ramp ball. The ball is given a low friction. By running the ball in the ball ramp paths a good guidance of the ball can be achieved.

Vorzugsweise ist die Eingangsrampe an dem Ausgangselement axial gelagert. Dadurch kann die von der Ausgangsrampe aufgebrachte Anpresskraft über die Eingangsrampe an dem Ausgangselement abgestützt werden. In radialer Richtung kann die Eingangsrampe über den Vorsteuerfreilauf abgestützt und gelagert sein.Preferably, the input ramp is axially supported on the output member. As a result, the contact force exerted by the output ramp can be supported via the input ramp on the output element. In the radial direction, the input ramp can be supported and stored via the precontrol freewheel.

Die Erfindung betrifft ferner eine Riemenscheibenanordnung, insbesondere zum Antrieb von Nebenaggregaten eines Kraftfahrzeugs, mit einer Antriebswelle zum Einleiten eines Drehmoments eines Kraftfahrzeugmotors, einer Riemenscheibe zum Antrieb der Nebenaggregate über einer von der Riemenscheibe angetriebenes Zugmittel und einer Freilaufeinrichtung, die wie vorstehend beschrieben aus- und weitergebildet sein kann, zur richtungsabhängigen Übertragung des Drehmoments zwischen der Antriebswelle und der Riemenscheibe. Mit Hilfe des Vorsteuerfreilaufs der Freilaufeinrichtung kann bei geringen an dem Vorsteuerfreilauf angreifenden Drehmomenten die Kupplung drehrichtungsabhängig geöffnet und geschlossen werden, so dass im geschlossenen Zustand der Kupplung ein besonders hohes Drehmoment zwischen der Antriebswelle und der Riemenscheibe an dem Vorsteuerfreilauf vorbei über die Kupplung übertragen werden kann, so dass eine drehrichtungsabhängige Übertragung eines hohen Drehmoments ermöglicht ist. Die Riemenscheibenanordnung ist dadurch insbesondere auch für besonders drehmomentstarke Kraftfahrzeugmotoren geeignet. Insbesondere ist das Eingangselement oder Teile des Eingangselements durch die Antriebswelle ausgebildet. Insbesondere ist das Ausgangselement oder Teile des Ausgangselements durch die Riemenscheibe ausgebildet.The invention further relates to a pulley arrangement, in particular for driving ancillaries of a motor vehicle, with a drive shaft for introducing a torque of a motor vehicle engine, a pulley for driving the ancillaries via a driven by the pulley traction means and a freewheel device, the off and on as described above may be, for directional transmission of torque between the drive shaft and the pulley. With the aid of the precontrol freewheel of the freewheel device, the clutch can be opened and closed dependent on the direction of rotation at low torque acting on the pilot freewheel, so that in the closed state of the clutch, a particularly high torque between the drive shaft and the pulley can be transmitted past the pilot freewheel via the clutch, so that a direction of rotation-dependent transmission of high torque is possible. The pulley arrangement is thereby particularly suitable for particularly high-torque motor vehicle engines. In particular, the input element or parts of the input element is formed by the drive shaft. In particular, the output element or parts of the output element is formed by the pulley.

Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die anliegende Zeichnung anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels exemplarisch erläutert, wobei die nachfolgend dargestellten Merkmale sowohl jeweils einzeln als auch in Kombination einen Aspekt der Erfindung darstellen können. Es zeigt:The invention will now be described by way of example with reference to the accompanying drawing with reference to a preferred embodiment, wherein the features shown below, both individually and in combination may represent an aspect of the invention. It shows:

1: eine schematische Prinzipdarstellung einer Freilaufeinrichtung. 1 : A schematic diagram of a freewheel device.

Die in 1 dargestellte Freilaufeinrichtung 10 weist ein Eingangselement 12 auf, über das ein Drehmoment, insbesondere das Drehmoment einer Antriebswelle eines Kraftfahrzeugmotors, in die Freilaufeinrichtung 10 eingeleitet werden kann. Über ein Ausgangselement 14 kann das Drehmoment aus der Freilaufeinrichtung 10 ausgeleitet werden, beispielsweise um Nebenaggregate eines Kraftfahrzeugs anzutreiben. Das Eingangselement 12 ist über einen Vorsteuerfreilauf 16 mit einer Eingangsrampe 18 eines Rampensystems 20 koppelbar. Wenn beispielsweise das Eingangselement 12 das Ausgangselement 14 überholt, kann der Vorsteuerfreilauf 16 sperren, so dass die Eingangsrampe 18 im Wesentlichen mit der Drehzahl des Eingangselements 12 dreht und ein Drehmoment übertragen kann. Wenn das Ausgangselement 14 das Eingangselement 12 überholt, kann der Vorsteuerfreilauf 16 frei laufen, so dass die Eingangsrampe 18 von dem Eingangselement 12 abgekoppelt ist und im Wesentlichen kein Drehmoment überträgt. In the 1 illustrated freewheel device 10 has an input element 12 on, via the torque, in particular the torque of a drive shaft of an automotive engine, in the freewheel device 10 can be initiated. About an initial element 14 can the torque from the freewheel device 10 be discharged, for example, to drive ancillaries of a motor vehicle. The input element 12 is via a pre-tax freewheel 16 with an entrance ramp 18 a ramp system 20 coupled. For example, if the input element 12 the starting element 14 reconditioned, the input tax freewheel 16 lock, leaving the entrance ramp 18 essentially with the speed of the input element 12 rotates and can transmit torque. If the starting element 14 the input element 12 reconditioned, the input tax freewheel 16 run freely, leaving the entrance ramp 18 from the input element 12 is decoupled and transmits substantially no torque.

Wenn der Vorsteuerfreilauf 16 sperrt und die Eingangsrampe 18 von dem Eingangselement 12 verdreht wird, kann die Eingangsrampe 18 sich zu einer Ausgangsrampe 22 des Rampensystems 20, die sich über Kugeln 24 an der Eingangsrampe 18 abstützt, relativ verdrehen. Mit Hilfe einer als Blattfeder ausgestalteten Rückstellfeder 26 kann die Ausgangsrampe 22 im Wesentlichen drehfest mit dem Ausgangselement 14 verbunden sein. Ferner kann die Rückstellfeder 26 die Ausgangsrampe 22 und die Eingangsrampe 18 zusammendrücken, so dass sich das Rampensystem 20 durch die Rückstellfeder 26 automatisch in eine definierte Ausgangslage verdreht, wenn der Vorsteuerfreilauf 16 sich in seiner Freilaufstellung befindet und im Wesentlichen kein Drehmoment von dem Eingangselement 12 in das Rampensystem 20 eingeleitet wird.If the pre-tax freewheel 16 locks and the entrance ramp 18 from the input element 12 twisted, the input ramp can 18 to an exit ramp 22 of the ramp system 20 that are about bullets 24 at the entrance ramp 18 supports, relatively twist. With the help of a designed as a leaf spring return spring 26 can the output ramp 22 substantially rotationally fixed with the output element 14 be connected. Furthermore, the return spring 26 the exit ramp 22 and the entrance ramp 18 squeeze, so that the ramp system 20 by the return spring 26 automatically turned into a defined starting position when the pilot freewheel 16 is in its free-running position and substantially no torque from the input element 12 in the ramp system 20 is initiated.

Die Eingangsrampe 18 ist über ein Axiallager 28 relativ verdrehbar an dem Ausgangselement 14 abgestützt. Dadurch ist die Eingangsrampe 18 in axialer Richtung im Wesentlichen unbeweglich gelagert. Bei einer Relativdrehung der Ausgangsrampe 22 zur Eingangsrampe 18 kann sich die Ausgangsrampe 18 relativ zur Eingangsrampe 18 in axialer Richtung verlagern, wodurch sich die Gesamterstreckung des Rampensystems 20 ändert. Die Ausgangsrampe 24 kann dadurch eine Anpresskraft in eine mit dem Eingangselement 12 und dem Ausgangselement 14 zusammenwirkende als Reibungskupplung ausgestaltete Kupplung 30 einleiten. Die Ausgangsrampe 24 weist hierzu eine zur Kupplung 30 in axialer Richtung weisende Reibfläche 32 auf, die bei einem Schließen der Kupplung 30 durch eine axiale Verlagerung der Reibfläche 32 der Ausgangsrampe mit einem Reibbelag 34 einer Reiblamelle 36 in Kontakt gerät. Die Kupplung 30 weist mehrere drehfest und in axialer Richtung verschiebbar mit dem Eingangselement 12 verbundene Reiblamellen 36 auf, die zwischen der Ausgangsrampe 22 und einer durch das Ausgangselement 14 ausgebildeten axial unbeweglichen Gegenplatte 38 mit Hilfe zwischen den Reiblamellen 36 vorgesehener drehfest und in axialer Richtung verschiebbar mit dem Ausgangselement 14 verbundener Anpressplatten 40 in der geschlossenen Stellung der Kupplung 30 reibschlüssig verpresst werden können. In der geschlossenen Stellung der Kupplung 30 kann ein Großteil des über das Eingangselement 12 eingeleiteten Drehmoments an dem Vorsteuerfreilauf 16 und dem Rampensystem 20 vorbei über die Kupplung 30 an das Ausgangselement 14 übertragen werden, wodurch es möglich ist unter Schonung des Vorsteuerfreilaufs 16 und des Rampensystems 20 ein besonders hohes Drehmoment zu übertragen.The entrance ramp 18 is about a thrust bearing 28 relatively rotatable at the output element 14 supported. This is the entrance ramp 18 in Axially mounted substantially immovable. With a relative rotation of the output ramp 22 to the entrance ramp 18 can the output ramp 18 relative to the entrance ramp 18 shift in the axial direction, resulting in the total extension of the ramp system 20 changes. The exit ramp 24 can thereby a contact pressure in one with the input element 12 and the output element 14 cooperating designed as a friction clutch clutch 30 initiate. The exit ramp 24 has this one for the clutch 30 in the axial direction facing friction surface 32 on, when closing the clutch 30 by an axial displacement of the friction surface 32 the output ramp with a friction lining 34 a friction plate 36 in contact. The coupling 30 has a plurality of rotationally fixed and displaceable in the axial direction with the input element 12 connected friction plates 36 on that between the exit ramp 22 and one through the output element 14 formed axially immovable counter-plate 38 with help between the friction plates 36 provided rotationally fixed and displaceable in the axial direction with the output element 14 connected pressure plates 40 in the closed position of the clutch 30 can be pressed frictionally. In the closed position of the clutch 30 Much of the over the input element 12 introduced torque on the pilot freewheel 16 and the ramp system 20 over the clutch 30 to the starting element 14 be transferred, whereby it is possible while sparing the input tax freewheel 16 and the ramp system 20 to transmit a particularly high torque.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1010
Freilaufeinrichtung Freewheel device
1212
Eingangselement input element
1414
Ausgangselement output element
1616
Vorsteuerfreilauf Tax freewheel
1818
Eingangsrampe entrance ramp
2020
Rampensystem ramp system
2222
Ausgangsrampe exit ramp
2424
Kugel Bullet
2626
Rückstellfeder Return spring
2828
Axiallager thrust
3030
Kupplung clutch
3232
Reibfläche friction surface
3434
Reibbelag friction lining
3636
Reiblamelle friction plate
3838
Gegenplatte counterplate
4040
Anpressplatte pressure plate

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • EP 1838972 B1 [0002] EP 1838972 B1 [0002]

Claims (10)

Freilaufeinrichtung zum Sperren oder Unterbrechen einer Drehmomentübertragung, insbesondere zur wahlweisen Zuschaltung einer elektrischen Maschine an einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs und/oder zum Antrieb von Nebenaggregaten eines Kraftfahrzeugs mit Hilfe eines nur in einer Übertragungsrichtung betriebenen Zugmittels, mit einem Eingangselement (12) zum Einleiten eines Drehmoments, einem Ausgangselement (14) zum Ausleiten des Drehmoments, einer Kupplung (30) zum Kuppeln des Eingangselements (12) mit dem Ausgangselement (14), einem eine Eingangsrampe (18) zum Einleiten zumindest eines Teils des Drehmoments und eine relativ zur Eingangsrampe (18) verdrehbare Ausgangsrampe (22) zum Ausleiten zumindest eines Teils des Drehmoments aufweisenden Rampensystem (20) zum Schließen und/oder Öffnen der Kupplung (30) infolge einer Relativdrehung der Ausgangsrampe (22) zur Eingangsrampe (18) und einem mit dem Eingangselement (12) und der Eingangsrampe (18) gekoppelten Vorsteuerfreilauf (16) zur drehrichtungsabhängigen Übertragung und/oder Unterbrechung einer Drehmomentübertragung zwischen dem Eingangselement (12) und der Eingangsrampe (18).Freewheel device for blocking or interrupting a torque transmission, in particular for selectively connecting an electrical machine to a drive train of a motor vehicle and / or for driving ancillary components of a motor vehicle by means of a traction device operated only in a transmission direction, with an input element (US Pat. 12 ) for introducing a torque, an output element ( 14 ) for discharging the torque, a clutch ( 30 ) for coupling the input element ( 12 ) with the starting element ( 14 ), an input ramp ( 18 ) for introducing at least a part of the torque and a relative to the input ramp ( 18 ) rotatable output ramp ( 22 ) for discharging at least part of the torque having ramp system ( 20 ) for closing and / or opening the coupling ( 30 ) due to a relative rotation of the output ramp ( 22 ) to the entrance ramp ( 18 ) and one with the input element ( 12 ) and the entrance ramp ( 18 ) coupled precontrol freewheel ( 16 ) for the direction-dependent transmission and / or interruption of a torque transmission between the input element ( 12 ) and the entrance ramp ( 18 ). Freilaufeinrichtung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die Ausgangsrampe (22) zum Schließen und/oder Öffnen der Kupplung (30) in axialer Richtung relativ zum Eingangselement (12) und/oder relativ zum Ausgangselement (14) verlagerbar ist.Freewheel device according to claim 1, characterized in that the output ramp ( 22 ) for closing and / or opening the coupling ( 30 ) in the axial direction relative to the input element ( 12 ) and / or relative to the starting element ( 14 ) is displaceable. Freilaufeinrichtung nach Anspruch 1 oder 2 dadurch gekennzeichnet, dass eine Rückstellfeder (26) zum Verdrehen der Ausgangsrampe (22) relativ zur Eingangsrampe (18) in eine definierte Ausgangslage vorgesehen ist.Freewheel device according to claim 1 or 2, characterized in that a return spring ( 26 ) for rotating the output ramp ( 22 ) relative to the entrance ramp ( 18 ) is provided in a defined starting position. Freilaufeinrichtung nach Anspruch 3 dadurch gekennzeichnet, dass die Rückstellfeder (26) mit der Ausgangsrampe (22) und dem Ausgangselement (14) verbunden ist.Freewheel device according to claim 3, characterized in that the return spring ( 26 ) with the output ramp ( 22 ) and the output element ( 14 ) connected is. Freilaufeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4 dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplung (30) als Mehrscheibenkupplung, insbesondere Lamellenkupplung, ausgestaltet ist. Freewheel device according to one of claims 1 to 4, characterized in that the coupling ( 30 ) is designed as a multi-plate clutch, in particular multi-plate clutch. Freilaufeinrichtung nach Anspruch 5 dadurch gekennzeichnet, dass das Eingangselement (12) einen Innenläufer und das Ausgangselement (14) einen radial außerhalb zum Innenläufer angeordneten Außenläufer der als Lamellenkupplung ausgestalteten Kupplung (30) ausbilden.Freewheel device according to claim 5, characterized in that the input element ( 12 ) an inner rotor and the output element ( 14 ) arranged radially outside the inner rotor external rotor of the clutch designed as a clutch ( 30 ) train. Freilaufeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6 dadurch gekennzeichnet, dass die Ausgangsrampe (22) eine Reibfläche (32) zum Verpressen eines Reibbelags (34) der Kupplung (30) aufweist.Freewheel device according to one of claims 1 to 6, characterized in that the output ramp ( 22 ) a friction surface ( 32 ) for pressing a friction lining ( 34 ) of the coupling ( 30 ) having. Freilaufeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7 dadurch gekennzeichnet, dass das Rampensystem (20) als Kugelrampensystem mit mindestens einer in Kugelrampenbahnen der Eingangsrampe (18) und der Ausgangsrampe (22) geführten Kugel (24) ausgestaltet ist.Freewheel device according to one of claims 1 to 7, characterized in that the ramp system ( 20 ) as a ball ramp system with at least one in ball ramp paths of the input ramp ( 18 ) and the output ramp ( 22 ) guided ball ( 24 ) is configured. Freilaufeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8 dadurch gekennzeichnet, dass die Eingangsrampe (18) an dem Ausgangselement (14) axial gelagert ist.Freewheel device according to one of claims 1 to 8, characterized in that the input ramp ( 18 ) at the output element ( 14 ) is axially supported. Riemenscheibenanordnung, insbesondere zum Antrieb von Nebenaggregaten eines Kraftfahrzeugs, mit einer Antriebswelle zum Einleiten eines Drehmoments eines Kraftfahrzeugmotors, einer Riemenscheibe zum Antrieb der Nebenaggregate über einer von der Riemenscheibe angetriebenes Zugmittel und einer Freilaufeinrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 9 zur richtungsabhängigen Übertragung des Drehmoments zwischen der Antriebswelle und der Riemenscheibe.Pulley arrangement, in particular for driving auxiliary units of a motor vehicle, having a drive shaft for introducing a torque of an automobile engine, a pulley for driving the auxiliary units via a traction mechanism driven by the pulley and a freewheel device ( 10 ) according to one of claims 1 to 9 for the direction-dependent transmission of the torque between the drive shaft and the pulley.
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