DE102018106500A1

DE102018106500A1 - Freilaufkupplung für ein Fahrzeug

Info

Publication number: DE102018106500A1
Application number: DE102018106500.0A
Authority: DE
Inventors: Jacob KLASER
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2017-03-24
Filing date: 2018-03-20
Publication date: 2018-09-27
Also published as: US20180274606A1; CN108626268B; US10544842B2; CN108626268A

Abstract

Eine Freilaufkupplung beinhaltet ein erstes Kupplungselement, ein zweites Kupplungselement, das gleichachsig zum ersten Kupplungselement für eine Drehung relativ zum ersten Kupplungselement angeordnet ist, und eine elektromagnetische Aktorenbaugruppe. Die Baugruppe wird von einem der Kupplungselemente gehalten und ist ausgelegt, mit dem anderen der Kupplungselemente in Eingriff zu treten. Die Baugruppe beinhaltet einen Kern, eine Spule, die darum angeordnet ist, und einen Magnetanker, der eine Öffnung dahindurch aufweist. Der Anker ist in Richtung eines Längsendes des Kerns durch Einschalten der Spule von einer stromlosen Stellung in eine aktivierte Stellung derart schwenkbar, dass das Ende des Kerns in mindestens einer der Stellungen in der Öffnung ruht.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Offenbarung betrifft Freilaufkupplungen für Kraftfahrzeuge.
ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
Kraftfahrzeuge können Getriebe mit Freilaufkupplungen beinhalten. Freilaufkupplungen können die Drehung des Kupplungselements/der Kupplungselemente in beide Richtungen erlauben und können außerdem eine Aktorenbaugruppe beinhalten. Die Aktorenbaugruppe kann mit einem der Kupplungselemente der Freilaufkupplung in Eingriff treten, um das Kupplungselement zu verriegeln und es daran zu hindern, sich in mindestens eine Drehrichtung zu drehen. Die Aktorenbaugruppe kann elektromechanisch durch das Einschalten einer Spule betätigt werden, was einen Magnetfluss in und um einen Kern erzeugt. Magnetisch durchlässige Verunreinigungen können sich auf dem Kern ansammeln und die freie Bewegung eines Ankers der Aktorenbaugruppe verhindern. Demnach ist es wünschenswert, die freie Bewegung des Ankers sicherzustellen, unbehindert von nahen Verunreinigungen.
KURZDARSTELLUNG
Gemäß einer Ausführungsform beinhaltet eine Freilaufkupplung ein erstes Kupplungselement, ein zweites Kupplungselement, das gleichachsig zum ersten Kupplungselement für eine Drehung relativ zum ersten Kupplungselement angeordnet ist, und eine elektromagnetische Aktorenbaugruppe. Die Baugruppe wird von einem der Kupplungselemente gehalten und ist ausgelegt, mit dem anderen der Kupplungselemente in Eingriff zu treten. Die Baugruppe beinhaltet einen Kern, eine Spule, die darum angeordnet ist, und einen Magnetanker, der eine Öffnung dahindurch aufweist. Der Anker ist in Richtung eines Längsendes des Kerns durch Einschalten der Spule von einer stromlosen Stellung in eine aktivierte Stellung derart schwenkbar, dass das Ende des Kerns in mindestens einer der Stellungen in der Öffnung ruht.
Gemäß einer anderen Ausführungsform beinhaltet eine Aktorenbaugruppe für eine Freilaufkupplung einen Kern und eine Spule, die um den Kern angeordnet ist. Der Kern weist eine Endfläche auf, die außerhalb der Spule angeordnet ist. Die Aktorenbaugruppe beinhaltet ferner einen Magnetanker, der Längsenden an gegenüberliegenden Seiten des Kerns aufweist. Der Anker ist zwischen der stromlosen und aktivierten Stellung durch Einschalten der Spule beweglich und weist einen Hohlraum auf, der über der Endfläche des Kerns angeordnet ist, um Ankerkontakt mit Verunreinigungen auf dem Kern zu verhindern.
Gemäß einer anderen Ausführungsform beinhaltet eine elektromagnetische Aktorenbaugruppe für eine Freilaufkupplung einen Kern und eine Spule, die um den Kern angeordnet ist. Der Kern weist ein Längsende außerhalb der Spule auf. Die elektromagnetische Aktorenbaugruppe beinhaltet ferner einen Magnetanker, der über dem Kern angeordnet ist und sich in eine Richtung erstreckt, die im Allgemeinen rechtwinklig zu diesem verläuft. Der Anker ist durch Einschalten der Spule beweglich und weist eine Öffnung auf, die auf den Kern zum Aufnehmen des Endes des Kerns ausgerichtet ist.
Figurenliste

1 ist eine perspektivische Ansicht einer Freilaufkupplung eines Fahrzeugs.
2 ist eine Querschnittsansicht einer Aktorenbaugruppe der Freilaufkupplung aus 1 in einer entriegelten Stellung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
3 ist eine Querschnittsansicht der Aktorenbaugruppe aus 2 in einer verriegelten Stellung.
4 ist eine perspektivische Ansicht eines Ankers der Aktorenbaugruppe aus den 2-3.
5 ist eine Querschnittsansicht einer Aktorenbaugruppe der Freilaufkupplung aus 1 in einer entriegelten Stellung gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
6 ist eine Querschnittsansicht der Aktorenbaugruppe aus 5 in einer verriegelten Stellung.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Den Anforderungen entsprechend werden hier detaillierte Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung offenbart; dabei versteht es sich jedoch, dass es sich bei den offenbarten Ausführungsformen lediglich um Beispiele für die Offenbarung handelt, die in unterschiedlichen und alternativen Formen ausgeführt werden kann. Die Figuren sind nicht unbedingt maßstabsgetreu; einige Merkmale können vergrößert oder verkleinert dargestellt sein, um Details bestimmter Komponenten zu zeigen. Daher sind hier offenbarte konkrete strukturelle und funktionelle Details nicht als einschränkend auszulegen, sondern lediglich als repräsentative Grundlage, um dem Fachmann eine vielfältige Verwendung der vorliegenden Offenbarung zu lehren.
1 ist eine perspektivische Ansicht einer Freilaufkupplung 10 eines Fahrzeugs. Die Kupplung 10 kann verwendet werden, um Drehmoment zu übertragen. Die Kupplung 10 kann die Kupplungselemente 12, 14 beinhalten. Mindestens eines der Kupplungselemente 12, 14 kann zur Drehung um eine Mittelachse 16 durch wahlweises Betätigen einer Betätigungsbaugruppe 20 der Kupplung 10 ausgelegt sein. In einer Ausführungsform dreht sich das Kupplungselement 12 relativ zum Kupplungselement 14, das feststehend ist. Die Kupplungselemente 12, 14 sind im Allgemeinen kreisförmig und gleichachsig relativ zur Achse angeordnet. Das Kupplungselement 14 ist zum Kupplungselement 12 in einer Achsenrichtung versetzt.
Das Kupplungselement 12 beinhaltet eine Vielzahl von Zähnen 18 an einer Außenumfangsfläche 19 des Kupplungselements 12 zum Ineingrifftreten mit der Aktorenbaugruppe 20 der Kupplung 10. Die Zähne 18 können sich nach oben in eine Drehrichtung 22 neigen. Das Kupplungselement 12 kann eine Vielzahl von Vorsprüngen 24 an einer Innenumfangsfläche 26 des Kupplungselements 12 zum Ineingrifftreten und/oder Verkeilen mit einer anderen Komponente des Fahrzeugs aufweisen.
Das Kupplungselement 14 trägt die Aktorenbaugruppe 20 derartig, dass die Aktorenbaugruppe 20 relativ zum Kupplungselement 14 befestigt ist. Die Aktorenbaugruppe 20 ist an einer sich radial erstreckenden Endfläche 28 des Kupplungselements 14 angeordnet, die auf das Kupplungselement 12 gerichtet ist. Die Durchmesser der Kupplungselemente 12, 14 sind derartig dimensioniert, dass die Aktorenbaugruppe 20 mit den Zähnen 18 des Kupplungselements 12 in Eingriff treten kann. In der veranschaulichten Ausführungsform ist der Innendurchmesser des Kupplungselements 14 größer als ein Außendurchmesser des Kupplungselements 12, um die Bewegung einer nichtmagnetischen Wippe 54 der Aktorenbaugruppe 20 dazwischen aufzunehmen. Ein Durchschnittsfachmann wird verstehen, dass andere Auslegungen innerhalb des Geistes und Umfangs der vorliegenden Offenbarung genutzt werden können. Zum Beispiel kann die Aktorenbaugruppe 20 unter anderem an einer Innenumfangsfläche 36 des Kupplungselements 14 angeordnet sein und das Kupplungselement 12 kann derartig innerhalb des Kupplungselements 14 angeordnet sein, dass die Zähne 18 radial auf die Innenumfangsfläche 36 ausgerichtet sind. Das Kupplungselement 14 kann eine Vielzahl von Vorsprüngen 38 an einer Außenumfangsfläche 40 des Kupplungselements 14 zum Ineingrifftreten und/oder Verkeilen mit einer anderen Komponente des Fahrzeugs aufweisen. Die Kupplungselemente 12, 14 können Metall umfassen, wie etwa Stahl oder Aluminium.
2 ist eine Querschnittsansicht einer Aktorenbaugruppe 42 der Freilaufkupplung 10 aus 1 in einer entriegelten Stellung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung. 3 ist eine Querschnittsansicht der Aktorenbaugruppe 42 aus 2 in einer verriegelten Stellung. Die Aktorenbaugruppe 42 kann die Aktorenbaugruppe 20 aus 1 sein. Die Aktorenbaugruppe 42 kann eine elektromechanische Aktorenbaugruppe sein und ein Gehäuse 44, einen Kern 46, eine Spule 48, die um den Kern 46 angeordnet ist, einen Magnetanker 50, ein nichtmagnetisches Bindeglied 52 und eine nichtmagnetische Wippe 54 beinhalten. Eine Steuerung des Fahrzeugs kann bewirken, dass eine Spannung und/oder ein Strom derartig auf die Spule 48 angewendet werden, dass ein elektromagnetisches Feld um den Kern 46 erzeugt wird. Der erzeugte Magnetfluss zieht den Magnetanker 50 in Richtung der Spule 48. Die Bewegung des Ankers 50 in Richtung der Spule 48 verursacht eine Bewegung des nichtmagnetischen Bindeglieds 52 und die Bewegung des nichtmagnetischen Bindeglieds 52 verursacht eine Bewegung der Wippe 54.
Das Gehäuse 44 der Baugruppe 42 ist am Kupplungselement 14 befestigt. Das Gehäuse 44 kann einen im Allgemeinen quadratischen Querschnitt aufweisen und kann einen Hohlraum 56 zum Enthalten des Kerns 46, der Spule 48 und des Ankers 50 aufweisen. Das Gehäuse 44 kann außerdem eine Öffnung 58 aufweisen, durch die sich das nichtmagnetische Bindeglied 52 erstreckt. Das Gehäuse 44 kann eine Vertiefung 60 zum Aufnehmen der Wippe 54 aufweisen. Das Gehäuse 44 kann einen durchlässigen Stahl in einigen Ausführungsformen umfassen. Ein Durchschnittsfachmann wird verstehen, dass das Gehäuse 44 eine Reihe von Formen und Größen innerhalb des Geistes und Umfangs der vorliegenden Offenbarung annehmen kann.
In der veranschaulichten Ausführungsform weist der Kern 46 im Allgemeinen eine zylinderförmige Form auf und weist zwei Längsenden 62, 64 auf, die außerhalb der Spule 48 angeordnet sind. Das Längsende 62 kann eine sich radial erstreckende Endfläche 66 aufweisen. Der Kern 46 ist in eine Richtung gerichtet, die rechtwinklig zur Mittelachse 16 verläuft, die durch die Kupplungselemente 12, 14 (1) definiert wurde. In einer Ausführungsform wird der Kern 46 durch eine Kunststoffspule getragen, die zwischen der Spule 48 und dem Kern 46 angeordnet und am Gehäuse 44 befestigt ist. Der Kern 46 kann ein Material mit hoher Durchlässigkeit umfassen, wie etwa Stahl.
In einer Ausführungsform weist der Kern 46 eine Epoxidschicht 68 auf, die an der Endfläche 66 angeordnet ist. Die Epoxidschicht 68 kann als ein magnetischer Luftspalt zwischen dem Kern 46 und den Verunreinigungen dienen. Die Epoxidschicht 68 kann ein siliziumbasiertes oder ein Kunststoffmaterial umfassen.
In der veranschaulichten Ausführungsform ist die Spule 48 um einen Teil des Kerns 46 gewickelt und weist die Längsenden 70, 72 auf. Spannung und/oder Strom können auf die Spule 48 angewendet werden, um ein Magnetfeld 73 zu erzeugen. Der erzeugte Magnetfluss kann am Längsende 62 des Kerns 46 am konzentriertesten oder am größten sein, insbesondere an der sich radial erstreckenden Endfläche 66. Die Spule 48 kann in einer Ausführungsform Kupfer umfassen.
Der Kern 46 und die Spule 48 dienen dazu, ein Magnetfeld zu erzeugen, das stark genug ist, den Anker 50 in eine nach unten gerichtete Richtung 74 in Richtung der Spule 48 und des Längsendes 64 des Kerns 46 zu ziehen. Demnach veranlasst das wahlweise Einschalten der Spule 48 den Anker 50, sich in die nach unten gerichtete Richtung 74 zu bewegen.
Wie in 2 gezeigt, kann die Baugruppe 42 ferner die Vorspannelemente 76, 78 beinhalten. Die Vorspannelemente 76, 78 können vorgeformt werden, um den Anker 50 in eine nach oben gerichtete Richtung 80 in eine Ruhe- oder „stromlose“ Stellung vorzuspannen. Die Vorspannelemente 76, 78 wenden eine Vorspannkraft 82, 84 auf jedes Längsende 86, 88 des Ankers 50 an. Wenn die Spule 48 eingeschaltet wird, veranlasst das erzeugte Magnetfeld den Anker 50, sich in die nach unten gerichtete Richtung 74 in eine eingeschaltete Stellung ( 3) zu bewegen. Eine derartige Bewegung verursacht eine Ankerkraft 90, 92, die durch den Anker 50 auf die Vorspannelemente 76, 78 angewendet wird, die Vorspannkräfte 82, 84 zu überwinden. Die Vorspannelemente 76, 78, können Federn sein und können jeweils ein Längsende, das an einen Rand 94 des Gehäuses 44 gekoppelt ist, und ein weiteres Längsende aufweisen, das an eine Unterseite 96 des Ankers 50 gekoppelt ist. In einer Ausführungsform weisen die Vorspannelemente 76, 78 derartig dieselbe Steifigkeit (z. B. dieselbe Federkonstante k) auf, dass das Einschalten der Spule 48 beide Längsenden 86, 88 des Ankers 50 veranlasst, sich dieselbe Entfernung 98 zu bewegen. In einer weiteren Ausführungsform können die Vorspannelemente 76, 78 derartig unterschiedliche Steifigkeiten aufweisen, dass die Längsenden 86, 88 des Ankers 50 sich unterschiedliche Entfernungen nach dem Einschalten der Spule 48 bewegen. In einer derartigen Ausführungsform kann der Anker 50 ausgestaltet sein, sich um eines seiner Längsenden 86, 88 zu drehen. Die Vorspannelemente 76, 78 können in derartigen Ausführungsformen Stahl oder Aluminium umfassen. Obwohl die Vorspannelemente 76, 78 als Federn veranschaulicht sind, wird ein Durchschnittsfachmann verstehen, dass es andere Arten gibt, das Vorspannen zu veranlassen. Zum Beispiel können die Vorspannelemente 76, 78 unter anderem Dauermagnete sein.
4 ist eine perspektivische Ansicht des Ankers 50 der Aktorenbaugruppe 42 aus den 2-3. Wie veranschaulicht, kann der Anker 50 flach und von rechteckigem Querschnitt sein. Der Anker 50 umfasst ein derartiges magnetisches Material, dass das Einschalten der Spule 48 den Anker 50 veranlasst, in Richtung des Längsendes 64 des Kerns 46 gezogen zu werden, wodurch die Bewegung des Ankers 50 in die nach unten gerichtete Richtung 74 verursacht wird. Der Anker 50 kann über dem Kern 46 angeordnet sein und sich in eine Richtung erstrecken, die im Allgemeinen rechtwinklig dazu verläuft. Die Längsenden 86, 88 des Ankers 50 können an gegenüberliegenden Seiten des Kerns 46 angeordnet sein. Der Anker 50 kann eine Öffnung oder einen Hohlraum 100 aufweisen, die/der auf den Kern 46 zum Aufnehmen des Längsendes 62 des Kerns 46 in mindestens einer von der stromlosen und eingeschalteten Stellung ausgerichtet ist. In einer Ausführungsform kann sich die Öffnung 100 von einer Oberseite 102 des Ankers 50 zur Unterseite 96 des Ankers 50 erstrecken, die der Oberseite 102 gegenüberliegt und an das Längsende 62 des Kerns 46 angrenzt. In einer weiteren Ausführungsform erstreckt sich die Öffnung oder der Hohlraum 100 nicht die ganze Strecke durch den Anker 50 und erstreckt sich stattdessen von der Unterseite 96 bis zu einer Höhe unter der Oberseite 102 des Ankers 50.
In der veranschaulichten Ausführungsform erstreckt sich die Öffnung 100 die ganze Strecke durch den Anker 50 von der Unterseite 96 zur Oberseite 102 und nimmt das Längsende 62 des Kerns 46 in der stromlosen und eingeschalteten Stellung auf. In der stromlosen Stellung ist die sich radial erstreckende Endfläche 66 des Kerns 46 innerhalb der Öffnung 100 angeordnet. In der eingeschalteten Stellung ist die sich radial erstreckende Endfläche 66 außerhalb und über der Öffnung 100 angeordnet.
Da der Magnetfluss an der sich radial erstreckenden Endfläche 66 des Kerns 46 am größten sein kann, werden auch magnetisch durchlässige Verunreinigungen, die im Übertragungsfluid zu finden sind, ebenfalls zur sich radial erstreckenden Endfläche 66 des Kerns 46 gezogen, wenn die Spule 48 eingeschaltet wird. Wenn die Spule 48 stromlos gestellt wird, kann es zu Restmagnetismus kommen, der die Verunreinigungen angeordnet an der Endfläche 66 des Kerns 46 hält. Der Restmagnetismus ist möglicherweise nicht stark genug, den Anker 50 anzuziehen und zu bewegen, kann aber stark genug sein, die Verunreinigungen an der Endfläche 66 zu halten. In einigen Auslegungen ist es möglicherweise nicht möglich, den Stromfluss umzukehren, um diesen Restmagnetismus zu entmagnetisieren, der sich aus Eigenschaften der B-H-Kurve des Materials ergibt. Demnach kann es wünschenswert sein, die Endfläche 66 des Kerns 46 auf eine derartige Weise zu positionieren, dass die (aufgrund von Restmagnetismus) vorliegenden Verunreinigungen die Bewegung des Ankers 50 beim Wiedereinschalten der Spule 48 zu einem späteren Zeitpunkt nicht beeinträchtigen. Die veranschaulichte Ausführungsform der 2-3 zeigt eine Anordnung, in welcher der Anker 50 eine Öffnung 100 aufweist, durch die das Längsende 62 des Kerns 46 angeordnet ist (in beiden Stellungen). Demnach ist die Endfläche 66 des Kerns 46 innerhalb oder über der Öffnung 100 angeordnet, so dass jegliche Verunreinigungen, die aufgrund von Restmagnetismus vorhanden sind, nicht die freie Bewegung des Ankers 50 beim Einschalten der Spule 48 beeinträchtigen. Der Durchschnittsfachmann wird verstehen, dass andere Anordnungen möglich sind. Zum Beispiel kann die Endfläche 66 des Kerns 46 unter anderem in mindestens einer der Stellungen außerhalb der Öffnung 100 (unter dem Anker 50) angeordnet sein. Außerdem kann die Endfläche 66 in beiden Stellungen über dem Anker 50 angeordnet sein. Zuletzt, und wie vorstehend erörtert, ist die Öffnung 100 möglicherweise keine Durchgangsbohrung, sondern ist stattdessen ein Hohlraum, der in der Unterseite 96 des Ankers 50 derartig gebildet ist, dass die Endfläche 66 des Kerns 46 (zusammen mit jeglichen darauf vorhandenen Verunreinigungen) den Anker 50 nicht berührt oder beeinträchtigt, wenn dieser sich beim Einschalten der Spule 48 bewegt. In derartigen Ausführungsformen ist die Öffnung oder der Hohlraum 100 ausgestaltet, einen Spalt zwischen dem Kern 46 und dem Anker 50 aufrechtzuerhalten und Kontakt zwischen dem Anker und Verunreinigungen auf dem Kern 46 zu verhindern.
Wie ferner in den 2-3 gezeigt, ist das nichtmagnetische Bindeglied 52 der Baugruppe 42 derartig an den Anker 50 gekoppelt, dass die Bewegung des Ankers 50 eine Bewegung des Bindeglieds 52 verursacht. Das Bindeglied 52 ist im Allgemeinen wie in Haken geformt. Ein Ende 104 des Bindeglieds 52 ist an den Anker 50 angrenzend an das Längsende 86 des Ankers 50 gekoppelt. Das Bindeglied 52 erstreckt sich vom Anker 50 in die nach oben gerichtete Richtung 80 und durch die Öffnung 58 des Gehäuses 44 und hakt sich in Richtung der Wippe 54 zum Ineingrifftreten mit dieser ein. Das Bindeglied 52 weist ein weiteres Ende 106 gegenüber dem Ende 104 auf, das die Wippe 54 beim Einschalten der Spule 48 berührt. Die Bewegung des Ankers 50 in die nach unten gerichtete Richtung 74 (beim Einschalten der Spule 48) verursacht ebenfalls eine Bewegung des Endes 106 des Bindeglieds 52 in die nach unten gerichtete Richtung 74. Das Ende 106 des Bindeglieds 52 steht ein wenig nach unten gerichtet von einem horizontalen Teilstück des Bindeglieds 52 in der veranschaulichten Ausführungsform hervor. Das Bindeglied 52 kann in einigen Ausführungsformen Metall umfassen.
Unter fortgeführter Bezugnahme auf die 2-3 ist die Wippe 54 der Baugruppe 42 angepasst, mit dem Kupplungselement 12 der Freilaufkupplung 10 beim Einschalten der Spule 48 in Eingriff zu treten. Die Wippe 54 ist an eine Außenfläche 108 des Gehäuses 44 gekoppelt und ist innerhalb der Vertiefung 60 des Gehäuses 44 angeordnet. In einer Ausführungsform wird die Wippe 54 durch Halteeinrichtungen innerhalb der Vertiefung 60 gehalten, die von den Seiten der Vertiefung 60 nahe des Vorspannelements 110 nach innen ragen. Ein Vorspannelement 110 wendet eine Vorspannkraft auf die Wippe 54 an und spannt die Wippe 54 somit in eine entriegelte Stellung vor (2). Das Einschalten der Spule 48 veranlasst den Anker 50 und das Ende 106 des Bindeglieds 52, sich in die nach unten gerichtete Richtung 74 zu bewegen. Die Bewegung des Endes 106 des Bindeglieds 52 in die nach unten gerichtete Richtung 74 veranlasst das Ende 106, ein Scharnierende 112 der Wippe 54 zu berühren und zu drehen. Das Drehen der Wippe 54 am Scharnierende 112 überwindet die Vorspannkraft des Vorspannelements 110 und verursacht eine Bewegung eines Schwenkendes 114 der Wippe 54, gegenüber dem Scharnierende 112. Wie veranschaulicht, kann die Wippe 54 ein zylinderförmig geformtes Scharnierende 112 mit einem flachen Abschnitt 116 aufweisen, der sich davon erstreckt. Das Schwenkende 114 ist am Ende des flachen Abschnitts 116 gegenüber dem Scharnierende 112 angeordnet. Außerdem kann die Vertiefung 60 des Gehäuses 44 geformt sein, um die Form der Wippe 54 derartig aufzunehmen, dass sich die Wippe 54 in der stromlosen Stellung bündig mit der Außenfläche 108 des Gehäuses 44 oder unterhalb derselben angrenzend an das Kupplungselement 12 befindet. Die Wippe 54 kann in einigen Ausführungsformen Stahl umfassen. Obwohl die veranschaulichte Ausführungsform den Anker 50 mit dem Bindeglied 52 in Eingriff tretend und das Bindeglied 52 mit der Wippe 54 in Eingriff tretend gezeigt ist, wird der Durchschnittsfachmann verstehen, dass mehr oder weniger Elemente genutzt werden, können, um das Ineingrifftreten mit dem Kupplungselement 12 zu verursachen. Zum Beispiel kann der Anker 50 unter anderem direkt mit der Wippe 54 verbunden sein, ohne die Verwendung des Bindeglieds 52.
Wie in 3 gezeigt, wird beim Einschalten der Spule 48 die Wippe 54 derartig bewegt (durch das Bindeglied 52), dass das Schwenkende 114 der Wippe 54 mit einem Zahn 18 des Kupplungselements 12 in Eingriff gebracht wird. Ein derartiges Ineingrifftreten kann das Kupplungselement 12 veranlassen entweder zu stoppen (wenn das Kupplungselement 14 feststehend ist) oder sich mit dem Kupplungselement 14 zu drehen (wenn das Kupplungselement 14 zum Drehen ausgelegt ist).
5 ist eine Querschnittsansicht einer Aktorenbaugruppe 42' der Freilaufkupplung 10 aus 1 in einer entriegelten Stellung gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung. 6 ist eine Querschnittsansicht der Aktorenbaugruppe 42' aus 5 in einer verriegelten Stellung. Die Aktorenbaugruppe 42' kann die Aktorenbaugruppe 20 aus 1 sein. Die veranschaulichte Ausführungsform der 5-6 ist ähnlich der veranschaulichten Ausführungsform der 2-3, außer dass der Anker 50' in den 5-6 angepasst ist, sich relativ zu einem Schwenkpunkt 118' zu schwenken, anstatt sich in die eine im Allgemeinen geradlinige Richtung hoch und runter zu bewegen, wie bei der Ausführungsform der 2-3. Der Schwenkpunkt 118' kann zu der Öffnung oder dem Hohlraum 100' des Ankers 50' versetzt sein. Zusätzlich sind der Kern 46' und die Spule 48' in Richtung des Längsendes 86' des Ankers 50' positioniert, welches das Schwenkende ist, das die Bewegung des Bindeglieds 52' und der Wippe 54' verursacht.
In der veranschaulichten Ausführungsform der 5-6 ist das Längsende 88' des Ankers 50' am Rand 94' des Gehäuses 44' befestigt. Das Vorspannelement 76' wendet eine Vorspannkraft 82' auf das Längsende 86' des Ankers 50' an, um das Längsende 86' in die stromlose Stellung vorzuspannen. Beim Einschalten der Spule 48' wird der Anker 50' in Richtung des Längsendes 64' des Kerns 46' gezogen, wodurch das Längsende 86' des Ankers 50' veranlasst wird, sich nach unten zu bewegen und eine Ankerkraft 90' auf das Vorspannelement 76' anzuwenden. Die Ankerkraft 90' überwindet die Vorspannkraft 82' und deshalb bewegt sich das Längsende 86' des Ankers 50' nach unten in Richtung des Längsendes 64' des Kerns 46', was die Bewegung des Bindeglieds 52' und der Wippe 54' wie vorstehend beschrieben verursacht.
Während vorstehend beispielhafte Ausführungsformen beschrieben sind, sollen diese Ausführungsformen nicht alle möglichen Formen der Offenbarung beschreiben. Die in der Beschreibung verwendeten Ausdrücke sind beschreibende und keine einschränkenden Ausdrücke, und es versteht sich, dass verschiedene Änderungen vorgenommen werden können, ohne von Geist und Umfang der Offenbarung abzuweichen. Außerdem können die Merkmale verschiedener umgesetzter Ausführungsformen miteinander kombiniert werden, um weitere Ausführungsformen der Offenbarung zu bilden. Außerdem gelten in Verbindung mit einer Ausführungsform offenbarte Einzelheiten auch mit anderen offenbarten Ausführungsformen, sofern nichts Gegenteiliges festgelegt ist. Darüber hinaus werden die in der Offenbarung verwendeten Begriffe „horizontal“ und „vertikal“ verwendet, um die Positionierung der Elemente relativ zueinander zu beschreiben und zeigen keine absoluten horizontalen oder vertikalen Richtungen an.

Claims

Freilaufkupplung, umfassend: ein erstes Kupplungselement; ein zweites Kupplungselement, das gleichachsig mit dem ersten Kupplungselement zur Drehung relativ zum ersten Kupplungselement angeordnet ist; und eine elektromagnetische Aktorenbaugruppe, die an einem der Kupplungselemente gehalten wird und ausgelegt ist, mit dem anderen der Kupplungselemente in Eingriff zu treten, wobei die Baugruppe einen Kern, eine Spule, die darum angeordnet ist, und einen Magnetanker, der eine Öffnung dahindurch aufweist, beinhaltet, wobei der Anker in Richtung eines Längsendes des Kerns durch Einschalten der Spule von einer stromlosen Stellung in eine aktivierte Stellung derart schwenkbar ist, dass das Ende des Kerns in mindestens einer der Stellungen in der Öffnung ruht.
Freilaufkupplung nach Anspruch 1, wobei sich die Öffnung des Magnetankers von einer Oberseite des Ankers zu einer Unterseite des Ankers erstreckt, die sich gegenüber der Oberseite und angrenzend an das Längsende des Kerns befindet.
Freilaufkupplung nach Anspruch 1, wobei das Längsende des Kerns außerhalb der Spule angeordnet ist.
Freilaufkupplung nach Anspruch 1, wobei der Magnetanker um einen Schwenkpunkt schwenkbar ist, der von der Öffnung des Ankers versetzt ist.
Freilaufkupplung nach Anspruch 4, wobei die elektromagnetische Aktorenbaugruppe ferner eine nichtmagnetische Wippe beinhaltet, die angepasst ist, mit Zähnen von einem des ersten oder zweiten Kupplungselements in Eingriff zu treten, wobei die Wippe an ein Ende des Magnetankers gegenüber dem Schwenkpunkt gekoppelt ist, und wobei das Schwenken des Ankers das Schwenken der Wippe verursacht.
Aktorenbaugruppe für eine Freilaufkupplung, umfassend: einen Kern; eine Spule, die um die Spule angeordnet ist, wobei der Kern eine Endfläche aufweist, die außerhalb der Spule angeordnet ist; und einen Magnetanker, der Längsenden aufweist, die an gegenüberliegenden Seiten des Kerns angeordnet sind, wobei der Anker zwischen der stromlosen und aktivierten Stellung durch Einschalten der Spule beweglich ist und einen Hohlraum aufweist, der über der Endfläche des Kerns angeordnet ist, um Ankerkontakt mit Verunreinigungen des Kerns zu verhindern.
Aktorenbaugruppe nach Anspruch 6, wobei der Magnetanker um einen Schwenkpunkt schwenkbar ist, der vom Hohlraum des Ankers versetzt ist.
Aktorenbaugruppe nach Anspruch 7, ferner umfassend eine nichtmagnetische Wippe, die angepasst ist, mit einem Kupplungselement der Freilaufkupplung in Eingriff zu treten, wobei die Wippe an den Magnetanker gekoppelt ist, und wobei das Schwenken des Ankers das Schwenken der Wippe in eine verriegelte Stellung verursacht.
Aktorenbaugruppe nach Anspruch 7, wobei sich ein Ende des Ankers gegenüber dem Schwenkpunkt beim Einschalten der Spule bewegt, und wobei der Hohlraum zwischen einem Ende des Ankers und des Schwenkpunkts angeordnet ist.
Aktorenbaugruppe nach Anspruch 6, ferner umfassend Vorspannelemente, die derartig Vorspannkräfte auf die Längsenden des Magnetankers anwenden, dass der Anker in die stromlose Stellung vorgespannt wird, und wobei der Anker beim Einschalten der Spule Ankerkräfte auf die Vorspannelemente anwendet, um die Vorspannkräfte zu überwinden und die Bewegung des Ankers in die eingeschaltete Stellung zu verursachen.
Aktorenbaugruppe nach Anspruch 6, wobei die Spule zwei Längsenden aufweist und die Endfläche des Kerns sich radial erstreckt und außerhalb der zwei Längsenden der Spule angeordnet ist.
Aktorenbaugruppe nach Anspruch 6, wobei der Hohlraum des Magnetankers ein Hohlraum ist, der sich von einer Oberseite des Ankers zu einer Unterseite des Ankers erstreckt, die sich gegenüber der Oberseite und angrenzend an die Endfläche des Kerns befindet.
Aktorenbaugruppe nach Anspruch 12, wobei die Endfläche des Kerns in mindestens einer der Stellungen außerhalb des Ankers angeordnet ist.
Aktorenbaugruppe nach Anspruch 6, wobei der Kern eine Epoxidschicht aufweist, die an der Endfläche angeordnet ist.
Aktorenbaugruppe nach Anspruch 14, wobei die Epoxidschicht ein siliziumbasiertes oder Kunststoffmaterial umfasst.