DE102015219931A1

DE102015219931A1 - Freilaufvorrichtung für ein Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE102015219931A1
Application number: DE102015219931.2A
Authority: DE
Inventors: Andreas Götz; Ralph Schimpf
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2015-09-28
Filing date: 2015-10-14
Publication date: 2017-03-30
Anticipated expiration: 2035-10-15
Also published as: WO2017054809A1; DE102015219931B4; US20180266500A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Freilaufvorrichtung für ein Kraftfahrzeug, umfassend einen Innenring (1) und einen Außenring (2) sowie mindestens eine radial zwischen dem Innenring (1) und dem Außenring (2) angeordnete, aus mehreren Segmenten (3a–3k), die tangential durch jeweils ein federndes Element (4) miteinander verbunden sind, gebildete Kupplungsscheibe (3), wobei der Innenring (1) an einer Außenumfangsfläche (5) eine Vielzahl von Rampen (6) aufweist, die mit korrespondierend dazu ausgebildeten Rampen (7) an einer Innenumfangsfläche (8) der mindestens einen Kupplungsscheibe (3) zusammenwirkt, um bei einer ersten Rotation des Innenrings (1) eine Freilauffunktion zwischen dem Innenring (1) und dem Außenring (2) zu ermöglichen und bei einer zweiten Rotation des Innenrings (1), die entgegengesetzt zur ersten Rotation ist, eine Sperrfunktion zwischen dem Innenring (1) und dem Außenring (2) zu ermöglichen. Erfindungsgemäß weist die mindestens eine Kupplungsscheibe (3) eine radiale Aussparung (9) auf, die ein erstes Segment (3a) der mindestens einen Kupplungsscheibe (3) von einem letzten Segment (3k) der mindestens einen Kupplungsscheibe (3) tangential trennt, wobei mindestens eine Rampe (6) an der Außenumfangsfläche (5) des Innenrings (1) mit keinem Segment (3a–3k) der mindestens einen Kupplungsscheibe (3) zusammenwirkt.

Description

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 tangential 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 Rotation des Innenrings eine Freilauffunktion zwischen dem Innenring und dem Außenring zu ermöglichen und bei einer zweiten Rotation des Innenrings, die entgegengesetzt zur ersten Rotation ist, eine Sperrfunktion zwischen dem Innenring und dem Außenring zu ermöglichen.
Gebiet der Erfindung
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.
Bei einer Reibkrafterhöhung durch die Fliehkraft ebenso wie durch Schmierfilmabriss kann es zum Klemmen der Kupplungsscheibe in Freilaufrichtung kommen.
Aufgabenstellung
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Freilaufvorrichtung weiterzuentwickeln und insbesondere ein Klemmen in Freilaufrichtung zu verhindern.
Erfindungsgemäße Lösung
Erfindungsgemäß weist die mindestens eine Kupplungsscheibe eine radiale Aussparung auf, die ein erstes Segment der mindestens einen Kupplungsscheibe von einem letzten Segment der mindestens einen Kupplungsscheibe tangential trennt, wobei mindestens eine Rampe an der Außenumfangsfläche des Innenrings mit keinem Segment der mindestens einen Kupplungsscheibe zusammenwirkt. Mit anderen Worten ist die mindestens eine Kupplungsscheibe in Umfangsrichtung nicht geschlossen, sondern weist die radiale Aussparung auf. Somit fehlt zwischen dem erste und dem letzten Segment der Kupplungsscheibe ein Segment. Dadurch wird insbesondere ein Klemmen der Kupplungsscheibe in Freilaufrichtung verhindert. Ferner wird durch das Fehlen eines Segmentes auch die Montage der mindestens einen Kupplungsscheibe erleichtert.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform weist das erste Segment ein Hakenelement auf, das im Wesentlichen tangential an einer Rampe des Innenrings zur Anlage kommt, um die mindestens eine Kupplungsscheibe in Freilaufrichtung mitzuschleppen. Vorzugsweise ist das Hakenelement im Wesentlichen radial ausgebildet. Mithin zieht das erste Segment während der Freilauffunktion die restlichen Segmente in Freilaufrichtung des Innenrings hinterher. Somit ist der Innenring in Freilaufrichtung drehfest über das Hakenelement mit der Kupplungsscheibe verbunden.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist das jeweilige federnde Element gegenüber einer jeweiligen radialen Achse einen Neigungswinkel von 20° bis 70° auf. Vorzugsweise ist der Neigungswinkel in Sperrrichtung ausgebildet. Die geneigte Ausbildung der federnden Elemente hat sich überraschenderweise als besonders spannungsgünstig im Sperrfall der Freilaufvorrichtung erwiesen. Somit senkt die geneigte Ausbildung der federnden Elemente die Spannungen in der mindestens einen Kupplungsscheibe.
Die Erfindung schließt die technische Lehre ein, dass eine Innenumfangsfläche des Außenrings zylindrisch ausgebildet ist. Vorzugsweise ist eine Außenumfangsfläche der mindestens einen Kupplungsscheibe ebenfalls zylindrisch ausgebildet. Mithin sind zwischen der mindestens einen Kupplungsscheibe und dem Außenring keine Rampen ausgebildet.
Kurzbeschreibung der Zeichnung
Weitere die Erfindung verbessernde Maßnahmen werden nachstehend gemeinsam mit der Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung anhand der einzigen Figuren näher dargestellt. Die einzige Figur zeigt eine schematische Schnittdarstellung zur Veranschaulichung des Aufbaus einer erfindungsgemäßen Freilaufvorrichtung.
Ausführliche Beschreibung der Zeichnung
Gemäß 1 weist eine erfindungsgemäße Freilaufvorrichtung für ein – hier nicht dargestelltes – Kraftfahrzeug einen Innenring 1 und einen Außenring 2 sowie eine radial zwischen dem Innenring 1 und dem Außenring 2 angeordnete Kupplungsscheibe 3 auf. Die Kupplungsscheibe 3 besteht aus elf Segmenten 3a–3k, die tangential durch ein jeweiliges federndes Element 4 miteinander verbunden sind. Das jeweilige federnde Element 4 weist gegenüber einer jeweiligen radialen Achse 13 einen Neigungswinkel 14 auf, der circa 35° beträgt.
Ferner weist die Kupplungsscheibe 3 eine radiale Aussparung 9 auf, die ein erstes Segment 3a der Kupplungsscheibe 3 von einem letzten Segment 3k der Kupplungsscheibe 3 tangential trennt. Dadurch wird insbesondere ein Klemmen der Kupplungsscheibe 3 in Freilaufrichtung 11 verhindert.
Der Innenring 1 weist an einer Außenumfangsfläche 5 zwölf Rampen 6 auf. Elf der zwölf Rampen 6 am Innenring 1 wirken mit einem jeweiligen Segment 3a–3k der Kupplungsscheibe 3 zusammen. Dazu sind an einer Innenumfangsfläche 8 der Kupplungsscheibe 3 Rampen 7 ausgebildet, die komplementär zu den Rampen 6 am Innenring 1 sind. Mit anderen Worten weist jedes Segment 3a–3k eine jeweilige Rampe 7 auf, die dazu vorgesehen ist, mit einer jeweiligen Rampe 6 am Innenring 1 zusammenzuwirken, um bei einer ersten Rotation des Innenrings 1 eine Freilauffunktion zwischen dem Innenring 1 und dem Außenring 2 zu ermöglichen und bei einer zweiten Rotation des Innenrings 1, die entgegengesetzt zur ersten Rotation ist, eine Sperrfunktion zwischen dem Innenring 1 und dem Außenring 2 zu ermöglichen.
Das erste Segment 3a weist ein Hakenelement 10 auf, das im Wesentlichen tangential an einer Rampe 6 des Innenrings 1 zur Anlage kommt, um die Kupplungsscheibe 3 in Freilaufrichtung 11 mitzuschleppen. Das Hakenelement 10 ist dabei im Wesentlichen radial nach innen ausgebildet. Die Freilaufrichtung 11 verläuft somit im Uhrzeigersinn, wobei eine Sperrrichtung 12 dementsprechend gegen den Uhrzeigersinn verläuft. Eine Innenumfangsfläche 15 des Außenrings 2 ist ebenso wie eine Außenumfangsfläche 16 der Kupplungsscheibe 3 zylindrisch ausgebildet.
Bei Rotation des Innenrings 1 relativ zum Außenring 2 in Sperrrichtung 12 laufen die jeweiligen Rampen 6 am Innenring 1 auf den jeweiligen Rampen 7 an der Kupplungsscheibe 3 aufeinander zu, wodurch eine radiale Aufweitung der Kupplungsscheibe 3 erfolgt. Dadurch entsteht eine drehfeste Verbindung, zwischen dem Außenring 2, der Kupplungsscheibe 3 und dem Innenring 1. Mit anderen Worten wird die Kupplungsscheibe radial zwischen dem Außenring 2 und dem Innenring 1 eingeklemmt.
Bei Rotation des Innenrings 1 relativ zum Außenring 2 in Freilaufrichtung 11 laufen die jeweiligen Rampen 6 am Innenring 1 auf den jeweiligen Rampen 7 an der Kupplungsscheibe 3 aufeinander ab. Ferner kommt das Hakenelement 10 am ersten Segment 3a im Wesentlichen tangential an einer Rampe 6 des Innenrings 1 zur Anlage und schleppt die Kupplungsscheibe 3 in Freilaufrichtung 11 mit. Mit anderen Worten dreht sich die Kupplungsscheibe 3 zusammen mit dem Innenring 1 in Freilaufrichtung 11. Zwischen dem Außenring 2 und dem Innenring 1 findet keine Drehmomentübertragung statt.
Bezugszeichenliste

1: Innenring
2: Außenring
3: Kupplungsscheibe
3a–3k: Segment
4: federndes Element
5: Außenumfangsfläche des Innenring
6: Rampen am Innenring
7: Rampen an der Kupplungsscheibe
8: Innenumfangsfläche der Kupplungsscheibe
9: Aussparung
10: Hakenelement
11: Freilaufrichtung
12: Sperrrichtung
13: radiale Achse
14: Neigungswinkel
15: Innenumfangsfläche des Außenring
16: Außenumfangsfläche der Kupplungsscheibe

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

WO 2014/011613 [0002]

Claims

Freilaufvorrichtung für ein Kraftfahrzeug, umfassend einen Innenring (1) und einen Außenring (2) sowie mindestens eine radial zwischen dem Innenring (1) und dem Außenring (2) angeordnete, aus mehreren Segmenten (3a–3k), die tangential durch jeweils ein federndes Element (4) miteinander verbunden sind, gebildete Kupplungsscheibe (3), wobei der Innenring (1) an einer Außenumfangsfläche (5) eine Vielzahl von Rampen (6) aufweist, die mit korrespondierend dazu ausgebildeten Rampen (7) an einer Innenumfangsfläche (8) der mindestens einen Kupplungsscheibe (3) zusammenwirkt, um bei einer ersten Rotation des Innenrings (1) eine Freilauffunktion zwischen dem Innenring (1) und dem Außenring (2) zu ermöglichen und bei einer zweiten Rotation des Innenrings (1), die entgegengesetzt zur ersten Rotation ist, eine Sperrfunktion zwischen dem Innenring (1) und dem Außenring (2) zu ermöglichen, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Kupplungsscheibe (3) eine radiale Aussparung (9) aufweist, die ein erstes Segment (3a) der mindestens einen Kupplungsscheibe (3) von einem letzten Segment (3k) der mindestens einen Kupplungsscheibe (3) tangential trennt, wobei mindestens eine Rampe (6) an der Außenumfangsfläche (5) des Innenrings (1) mit keinem Segment (3a–3k) der mindestens einen Kupplungsscheibe (3) zusammenwirkt.
Freilaufvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Segment (3a) ein Hakenelement (10) aufweist, das im Wesentlichen tangential an einer Rampe (6) des Innenrings (1) zur Anlage kommt, um die mindestens eine Kupplungsscheibe (3) in Freilaufrichtung (11) mitzuschleppen.
Freilaufvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Hakenelement (10) im Wesentlichen radial ausgebildet ist.
Freilaufvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das jeweilige federnde Element (4) gegenüber einer jeweiligen radialen Achse (13) einen Neigungswinkel (14) von 20° bis 70° aufweist.
Freilaufvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Neigungswinkel (14) in Sperrrichtung (12) ausgebildet ist.
Freilaufvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Innenumfangsfläche (15) des Außenrings (2) zylindrisch ausgebildet ist.
Freilaufvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Außenumfangsfläche (16) der mindestens einen Kupplungsscheibe (3) zylindrisch ausgebildet ist.
Freilaufvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Kupplungsscheibe (3) elf Segmente (3a–3k) aufweist, wobei der Innenring (1) zwölf Rampen (6) aufweist, und wobei elf der zwölf Rampen (6) am Innenring (1) mit einem jeweiligen Segment (3a–3k) der mindestens einen Kupplungsscheibe (3) zusammenwirken.