DE102015202825A1

DE102015202825A1 - Freilaufeinrichtung für ein Automatikgetriebe

Info

Publication number: DE102015202825A1
Application number: DE102015202825.9A
Authority: DE
Inventors: Alexander Reimchen
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2015-02-17
Filing date: 2015-02-17
Publication date: 2016-08-18
Also published as: US20160238091A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Freilaufeinrichtung für ein Automatikgetriebe eines Kraftfahrzeugs, umfassend einen drehbeweglichen Innenring (1) und einen stationär festgelegten Außenring (2) sowie einen radial zwischen dem Innenring (1) und dem Außenring (2) angeordneten Käfig (3) zur Aufnahme von Klemmkörpern. Erfindungsgemäß besteht der Außenring (2) aus einem Stützring (4) und einer axial an dem Stützring (4) angeordneten und mit dem Stützring (4) drehfest verbundenen Ringscheibe (5), wobei der Stützring (4) zur Aufnahme von Tangentialkräften vorgesehen ist, und wobei die Ringscheibe (5) zur stationären Festlegung des Außenrings (2) radiale Ausbildungen (6) an einer Außenumfangsfläche (7) aufweist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Freilaufeinrichtung für ein Automatikgetriebe eines Kraftfahrzeugs, umfassend einen drehbeweglichen Innenring und einen stationär festgelegten Außenring sowie einen radial zwischen dem Innenring und dem Außenring angeordneten Käfig zur Aufnahme von Klemmkörpern.
Gebiet der Erfindung
Solche Freilaufeinrichtungen sind beispielsweise aus der DE 10 2009 037 255 A1 und der DE 10 2010 053 358 A1 bekannt. Freilaufeinrichtungen, insbesondere Rollenfreiläufe ermöglichen eine Rotation in einer definierten Drehrichtung, während die Drehung in die andere Richtung durch die sich auf Klemmrampen verklemmenden Klemmrollen gesperrt werden kann. Das Anwendungsgebiet solcher Freilaufeinrichtungen erstreckt sich insbesondere auf Wandler- oder Automatikgetrieben im Kraftfahrzeugbereich oder in entsprechenden Industriemaschinen.
Der in der DE 10 2009 037 255 A1 offenbarte Rollenfreilauf umfasst einen zylindrischen Außenring mit an der Innenoberfläche ausgebildeten Klemmrampen, mehrere Klemmrollen, die gegen die Klemmrampen angefedert sind, sowie einen drehfest im Außenring angeordneten Käfig, an dem die Klemmrollen aufgenommen und an dem zur Anfederung der Klemmrollen dienende Federn an Käfigstegen angeordnet sind. Die Käfigstege erstrecken sich dabei zwischen zwei Käfigringen.
Der aus der DE 10 2010 053 358 A1 bekannte Klemmrollenfreilauf weist demgegenüber einen Außenring auf, der über eine Öse von einer Pleuelstange über einen vorgegebenen Winkel angetrieben wird, um über diesen Winkelbereich im klemmenden Betrieb der Klemmrollen Drehmoment auf den Innenring zu übertragen, während bei einer Rückbewegung der Pleuelstange der Klemmrollenfreilauf im Leerlaufmodus überrollt wird. Eine derartige Öse kann aber auch zum stationären festlegen des Außenrings dienen. Ferner ist es auch üblich, dass der Außenring an der Außenumfangsfläche eine Struktur oder Geometrie aufweist, die zur stationären Festlegung des Außenrings dient.
So werden beispielsweise Freilaufeinrichtungen in Automatikgetrieben als Stützelemente und Rücklaufsperren genutzt, um Schaltvorgänge zu realisieren. In der Regel wird der Außenring im Gehäuse stationär festgelegt, wobei dieser wie zuvor erläutert an seiner Außenumfangsfläche eine Geometrie aufweist. Die Außenringe werden sehr stark durch Tangentialkräfte belastet und weisen daher eine massive Bauweise auf. In der Regel wird die Geometrie an der Außenumfangsfläche des Außenrings durch Räumen, Stoßen oder Walzfräsen hergestellt. Aufgrund dieser Verfahren zur Ausbildung der Geometrie an der Außenumfangsfläche des Außenrings, ist die Herstellung des Außenrings relativ zeit- und kostenintensiv. Andere Verfahren wie Sintern oder Schmieden kommen aufgrund zusätzlicher, daraus erwachsender Nachteile weniger in Betracht.
Aufgabenstellung
Daher besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, eine fertigungstechnisch optimierte Freilaufeinrichtung zu schaffen, die besonders einfach, schnell und kostengünstig herstellbar ist.
Erfindungsgemäße Lösung
Erfindungsgemäß besteht der Außenring aus einem Stützring und einer axial an dem Stützring angeordneten und mit dem Stützring drehfest verbundenen Ringscheibe, wobei der Stützring zur Aufnahme von Tangentialkräften vorgesehen ist, und wobei die Ringscheibe zur stationären Festlegung des Außenrings radiale Ausbildungen an einer Außenumfangsfläche aufweist. Die Trennung von Stützring und Ringscheibe, die zusammengeführt und miteinander drehfest verbunden den Außenring bilden, erlaubt eine besonders einfache und schnelle Herstellung des Außenrings. Ferner können aufgrund der unterschiedlichen Belastungen zwischen Stützring und Ringscheibe die Abmessungen der beiden Bauteile optimiert werden. Der Stützring bedarf zwar einer massiven Ausführung aufgrund der Tangentialkräfte, die durch das Aufweiten beim Klemmen der Freilaufeinrichtung auftreten, die Ringscheibe hingegen wird von keinen Tangentialkräften belastet, sodass lediglich die Funktion der Verdrehsicherung durch das stationäre Festlegen erfüllt werden muss. Somit kann die Ringscheibe relativ Flach und somit sowohl bauraum- als auch gewichtssparend ausgebildet werden.
Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist die Ringscheibe aus mindestens zwei Ringsegmenten ausgebildet, die jeweils axial an dem Stützring angeordnet sind und drehfest mit dem Stützring verbunden sind. Mithin kann die Ringscheibe auch aus mehreren Ringsegmenten bestehen und muss nicht einteilig ausgebildet sein. Je nach Einsatzgebiet und Abmessung ist eine mehrteilige Ausbildung der Ringscheibe besonders vorteilhaft. Eine segmentierte Ausbildung der Ringscheibe senkt insbesondere den Materialbedarf in der Fertigung.
Vorzugsweise sind der Stützring und die Ringscheibe, bzw. die aus mehreren Ringsegmenten bestehende Ringscheibe, formschlüssig miteinander verbunden. Besonders bevorzugt sind der Stützring und die Ringscheibe, bzw. die aus mehreren Ringsegmenten bestehende Ringscheibe, zusammengeschweißt. Ferner ist es aber auch denkbar bei einer nicht schweißbaren Werkstoffverbindung zwischen Stützring und Ringscheibe den Stützring und die Ringscheibe durch Kleben miteinander zu verbinden.
Des Weiteren bevorzugt ist die Ringscheibe, bzw. die aus mehreren Ringsegmenten bestehende Ringscheibe, spanlos hergestellt. Besonders bevorzugt ist die Ringscheibe, bzw. die aus mehreren Ringsegmenten bestehende Ringscheibe, durch Stanzen hergestellt. Weitere spanlose Fertigungsverfahren, wie insbesondere das Feinschneiden und Biegen sind ebenfalls denkbar.
Die Erfindung schließt die technische Lehre ein, dass der Stützring aus einem härtbaren Stahlwerkstoff hergestellt ist. Vorzugsweise wird der Stahlwerkstoff einsatzgehärtet.
Gemäß einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel sind die radialen Ausbildungen ungleichmäßig an der Außenumfangsfläche der Ringscheibe, bzw. die aus mehreren Ringsegmenten bestehende Ringscheibe, verteilt. Ferner können die radialen Ausbildungen auch unterschiedliche Abmessungen in Umfangsrichtung aufweisen. Dies dient insbesondere dazu, dass bei der Montage des Außenrings im Gehäuse lediglich eine einzige Aufnahmeposition möglich ist.
Kurzbeschreibung der Zeichnung
Weitere die Erfindung verbessernde Maßnahmen werden nachstehend gemeinsam mit der Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Figuren näher dargestellt. Es zeigen
1 eine schematische Schnittdarstellung zur Veranschaulichung des Aufbaus einer erfindungsgemäßen Freilaufeinrichtung, umfassend einen Innenring, einen aus einem Stützring und einer Ringscheibe ausgebildeten Außenring sowie einen radial dazwischen angeordneten Käfig,
2 eine perspektivische Darstellung zur Veranschaulichung des Aufbaus einer erfindungsgemäßen Freilaufeinrichtung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel, und
3 eine perspektivische Darstellung zur Veranschaulichung des Aufbaus einer erfindungsgemäßen Freilaufeinrichtung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel.
Ausführliche Beschreibung der Zeichnung
Gemäß 1 weist eine erfindungsgemäße Freilaufeinrichtung für ein Automatikgetriebe eines Kraftfahrzeugs einen drehbeweglichen Innenring 1 und einen stationär festgelegten Außenring 2 sowie einen radial zwischen dem Innenring 1 und dem Außenring 2 angeordneten Käfig 3 zur Aufnahme von – hier nicht dargestellten – Klemmkörpern auf. Der Außenring 2 besteht aus einem Stützring 4 und einer axial an dem Stützring 4 angeordneten und mit dem Stützring 4 drehfest verbundenen Ringscheibe 5. Dabei ist der Stützring 4 zur Aufnahme von Tangentialkräften vorgesehen. Demgegenüber weist die Ringscheibe 5 zur stationären Festlegung des Außenrings 2 radiale Ausbildungen 6a, 6b auf, die an einer Außenumfangsfläche 7 angeordnet sind. Der Stützring 4 und die Ringscheibe 5 sind formschlüssig, insbesondere durch Schweißen miteinander verbunden. Ferner ist die Ringscheibe 5 spanlos, insbesondere durch Stanzen hergestellt. Demgegenüber ist der Stützring 4 massiv ausgebildet und aus einem härtbaren Stahlwerkstoff hergestellt. Insbesondere eignet sich für die Herstellung des Stützrings 4 ein Schmiederohling.
Aus 2 wird ersichtlich, dass die radialen Ausbildungen 6a–6m ungleichmäßig an der Außenumfangsfläche 7 der Ringscheibe 4 verteilt sind. Ferner ist die Ringscheibe 5 einteilig ausgebildet. Darüber hinaus weisen die radialen Ausbildungen 6a–6m unterschiedliche Abmessungen in Umfangsrichtung auf. Zur Vereinfachung ist in 2 nur der Außenring 2, bestehend aus dem Stützring 4 und der Ringscheibe 5, sowie der Käfig 3 dargestellt.
3 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der Freilaufeinrichtung. Gemäß 3 ist die Ringscheibe 5 aus drei Ringsegmenten 5a, 5b, 5c ausgebildet, die jeweils axial an dem Stützring 4 angeordnet sind und drehfest mit dem Stützring 4 verbunden sind. Der Stützring 4 und die Ringsegmente 5a, 5b, 5c der Ringscheibe 5 sind formschlüssig, insbesondere durch Schweißen miteinander verbunden. Ferner sind die Ringsegmente 5a, 5b, 5c der Ringscheibe 5 spanlos, insbesondere durch Stanzen hergestellt. Zur Vereinfachung ist in 3 nur der Außenring 2, bestehend aus dem Stützring 4 und der drei Ringsegmente 5a, 5b, 5c der Ringscheibe 5, sowie der Käfig 3 dargestellt.
Bezugszeichenliste

1: Innenring
2: Außenring
3: Käfig
4: Stützring
5: Ringscheibe
5a–5c: Ringsegment
6a–6m: radiale Ausbildung
7: Außenumfangsfläche

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102009037255 A1 [0002, 0003]
DE 102010053358 A1 [0002, 0004]

Claims

Freilaufeinrichtung für ein Automatikgetriebe eines Kraftfahrzeugs, umfassend einen drehbeweglichen Innenring (1) und einen stationär festgelegten Außenring (2) sowie einen radial zwischen dem Innenring (1) und dem Außenring (2) angeordneten Käfig (3) zur Aufnahme von Klemmkörpern, dadurch gekennzeichnet, dass der Außenring (2) aus einem Stützring (4) und einer axial an dem Stützring (4) angeordneten und mit dem Stützring (4) drehfest verbundenen Ringscheibe (5) besteht, wobei der Stützring (4) zur Aufnahme von Tangentialkräften vorgesehen ist, und wobei die Ringscheibe (5) zur stationären Festlegung des Außenrings (2) radiale Ausbildungen (6) an einer Außenumfangsfläche (7) aufweist.
Freilaufeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ringscheibe (5) aus mindestens zwei Ringsegmenten (5a, 5b) ausgebildet ist, die jeweils axial an dem Stützring (4) angeordnet sind und drehfest mit dem Stützring (4) verbunden sind.
Freilaufeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Stützring (4) und die Ringscheibe (5) formschlüssig miteinander verbunden sind.
Freilaufeinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Stützring (4) und die Ringscheibe (5) zusammengeschweißt sind.
Freilaufeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ringscheibe (5) spanlos hergestellt ist.
Freilaufeinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Ringscheibe (5) durch Stanzen hergestellt ist.
Freilaufeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Stützring (4) aus einem härtbaren Stahlwerkstoff hergestellt ist.
Freilaufeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die radialen Ausbildungen (6a, 6b) ungleichmäßig an der Außenumfangsfläche (7) der Ringscheibe (4) verteilt sind.