DE102019008865A1

DE102019008865A1 - Freilauf

Info

Publication number: DE102019008865A1
Application number: DE102019008865.4A
Authority: DE
Inventors: Friedrich Philipp Brezger; Tobias Kaufhold; Oliver Groneberg; Florian Schneider
Original assignee: BorgWarner Inc
Current assignee: BorgWarner Inc
Priority date: 2019-12-18
Filing date: 2019-12-18
Publication date: 2021-06-24

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Freilauf (2) mit einem ersten Laufring (18), einem zweiten Laufring (20) und Sperrelementen (62, 64) zwischen dem ersten und zweiten Laufring (18, 20), die mit dem ersten Laufring (18) in Drehmitnahmeverbindung stehen und mindestens ein erstes Sperrelement (62) umfassen, das zwischen einer ersten Stellung, in der der erste Laufring (18) in einer ersten Drehrichtung (66) relativ zu dem zweiten Laufring (20) über das erste Sperrelement (62) mit dem zweiten Laufring (20) drehmitnahmegekoppelt ist, und einer zweiten Stellung verschwenkbar ist, in der der erste Laufring (18) in der ersten Drehrichtung (66) relativ zu dem zweiten Laufring (20) verdrehbar ist, wobei das erste Sperrelement (62) einen ersten Stützabschnitt (70), der in der ersten Stellung an dem ersten Laufring (18) abstützbar oder abgestützt ist, und einen zweiten Stützabschnitt (76) aufweist, der in der ersten Stellung an einer Drehmitnahmekontur (42) des zweiten Laufrings (20) abstützbar oder abgestützt ist. Der erste Stützabschnitt (70) ist in axialer Richtung (4; 6) hinter der Drehmitnahmekontur (42) des zweiten Laufrings (20) angeordnet.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Freilauf mit einem ersten Laufring, einem zweiten Laufring und Sperrelementen zwischen dem ersten und zweiten Laufring, die mit dem ersten Laufring in Drehmitnahmeverbindung stehen und mindestens ein erstes Sperrelement umfassen, das zwischen einer ersten Stellung, in der der erste Laufring in einer ersten Drehrichtung relativ zu dem zweiten Laufring über das erste Sperrelement mit dem zweiten Laufring drehmitnahmegekoppelt ist, und einer zweiten Stellung verschwenkbar ist, in der der erste Laufring in der ersten Drehrichtung relativ zu dem zweiten Laufring verdrehbar ist, wobei das erste Sperrelement einen ersten Stützabschnitt, der in der ersten Stellung an dem ersten Laufring abstützbar oder abgestützt ist, und einen zweiten Stützabschnitt aufweist, der in der ersten Stellung an einer Drehmitnahmekontur des zweiten Laufrings abstützbar oder abgestützt ist.
Aus dem Stand der Technik sind Freiläufe bekannt, wie beispielsweise Sperrklinkenfreiläufe. Diese weisen einen ersten Laufring, also beispielsweise einen Außen- oder Innenring, und einen zweiten Laufring, also beispielsweise einen Innen- oder Außenring, auf. Zwischen dem ersten und zweiten Laufring sind Sperrelemente, also beispielsweise Klemmrollen, Klemmkörper oder Sperrklinken, vorgesehen, die mit dem ersten Laufring in Drehmitnahmeverbindung stehen. Die Sperrelemente der bekannten Freiläufe können zwischen einer ersten Stellung, in der der erste Laufring in einer ersten Drehrichtung relativ zu dem zweiten Laufring über das erste Sperrelement mit dem zweiten Laufring drehmitnahmegekoppelt ist, und einer zweiten Stellung verschwenkt werden, in der der erste Laufring in der ersten Drehrichtung relativ zu dem zweiten Laufring verdreht werden kann. Dabei weisen die Sperrelemente einen ersten Stützabschnitt, der in der ersten Stellung an dem ersten Laufring abstützbar oder abgestützt ist, und einen zweiten Stützabschnitt auf, der in der ersten Stellung an einer Drehmitnahmekontur des zweiten Laufrings abstützbar oder abgestützt ist.
Die bekannten Freiläufe haben sich bewährt, weisen jedoch zwei Nachteile auf. Zum einen ist festzustellen, dass relativ hohe Radialkräfte über die Sperrelemente in der ersten Stellung auf den ersten und zweiten Laufring wirken, was zu einer geringeren Effizienz bei der Übertragung eines Moments zwischen dem ersten und zweiten Laufring und einer unvorteilhaften Beanspruchung der Bauteile führt. Zum anderen neigen die bekannten Freiläufe zu einer verstärkten Geräuschentwicklung, was insbesondere dann der Fall ist, wenn der erste Laufring in einer der ersten Drehrichtung entgegengesetzten zweiten Drehrichtung relativ zu dem zweiten Laufring verdreht und die Sperrelemente durch die Drehmitnahmekontur ausgehend von der ersten Stellung in Richtung der zweiten Stellung gedrängt werden, wobei der Konstrukteur hierdurch auch in der Formgebung eingeschränkt ist.
Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Freilauf der gattungsgemäßen Art derart weiterzubilden, dass eine besonders effektive Übertragung eines Moments zwischen dem ersten und zweiten Laufring und eine geringe Geräuschentwicklung während des Betriebes des Freilaufs sichergestellt ist.
Diese Aufgabe wird durch die in Patentanspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Der erfindungsgemäße Freilauf, der vorzugsweise als formschlüssige Kupplung oder Sperrklinkenfreilauf ausgebildet ist, weist einen ersten Laufring und einen zweiten Laufring auf. Bei dem ersten Laufring kann es sich beispielsweise um einen Außen- oder Innenring handeln, während es sich bei dem zweiten Laufring beispielsweise um einen Innen- oder Außenring handeln kann. Bevorzugt ist in diesem Zusammenhang, dass der erste Laufring als Außenring und der zweite Laufring als Innenring ausgebildet ist. Zwischen dem ersten und zweiten Laufring sind Sperrelemente angeordnet, bei denen es sich beispielsweise um Klemmkörper, Sperrklinken oder Klauen handeln kann, wobei diese vorzugsweise in radialer Richtung zwischen dem ersten und zweiten Laufring angeordnet sind. Die Sperrelemente stehen dabei mit dem ersten Laufring des Freilaufs in Drehmitnahmeverbindung. Die Sperrelemente umfassen eine bestimmte Anzahl von ersten Sperrelementen, also mindestens ein erstes Sperrelement. Das mindestens eine erste Sperrelement kann zwischen einer ersten Stellung, in der der erste Laufring in einer ersten Drehrichtung relativ zu dem zweiten Laufring über das erste Sperrelement mit dem zweiten Laufring drehmitnahmegekoppelt ist, und einer zweiten Stellung verschwenkt werden, in der der erste Laufring in der ersten Drehrichtung relativ zu dem zweiten Laufring verdreht werden kann. In diesem Zusammenhang sei darauf hingewiesen, dass unter einer Verdrehung des ersten Laufrings in der ersten Drehrichtung relativ zu dem zweiten Laufring eine Relativdrehung zu verstehen ist, die auch dann gegeben ist, wenn der erste Laufring im Einbauzustand des Freilaufs feststehend angeordnet ist, während lediglich der zweite Laufring gedreht wird, um auf diese Weise eine Relativdrehung zu bewirken. Das mindestens eine erste Sperrelement weist im Wesentlichen zwei Stützabschnitte auf, nämlich einen ersten Stützabschnitt, der in der ersten Stellung an dem ersten Laufring abstützbar oder abgestützt ist, und einen zweiten Stützabschnitt, der in der ersten Stellung an einer Drehmitnahmekontur des zweiten Laufrings abstützbar oder abgestützt ist. Während bei den bekannten Freiläufen die Sperrelemente bzw. deren erste und zweite Stützabschnitte in radialer Richtung vollständig mit der Drehmitnahmekontur des zweiten Laufrings fluchtend angeordnet sind, ist der erste Stützabschnitt des mindestens einen ersten Sperrelements des erfindungsgemäßen Freilaufs in axialer Richtung hinter der Drehmitnahmekontur des zweiten Laufrings angeordnet. Dies hat den Vorteil, dass der Schrägstellungswinkel des mindestens einen ersten Sperrelements in dessen erster Stellung relativ klein ausgebildet sein kann, zumal bei der Wahl des Schrägstellungswinkels die Höhe der Drehmitnahmekontur an dem zweiten Laufring unberücksichtigt bleiben kann, da der erste Stützabschnitt ohnehin in axialer Richtung hinter dieser Drehmitnahmekontur angeordnet ist. So kann der Schrägstellungswinkel des mindestens einen ersten Sperrelements beispielsweise derart gering ausgebildet sein, dass sich der erste Stützabschnitt in zumindest einer Relativdrehstellung zwischen dem ersten und zweiten Laufring in axialer Richtung betrachtet mit der Drehmitnahmekontur überlappt. Dank des geringen Schrägstellungswinkels des mindestens einen ersten Sperrelements in dessen erster Stellung ist sichergestellt, dass bei der Übertragung eines Moments relativ geringe Radialkräfte auf den ersten und zweiten Laufring wirken, so dass eine besonders effektive Momentenübertragung erzielt werden kann.
In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Freilaufs umfassen die zwischen dem ersten und zweiten Laufring angeordneten Sperrelemente ferner mindestens ein zweites Sperrelement, das zwischen einer ersten Stellung, in der der erste Laufring in einer der ersten Drehrichtung entgegengesetzten zweiten Drehrichtung relativ zu dem zweiten Laufring über das zweite Sperrelement mit dem zweiten Laufring drehmitnahmegekoppelt ist, und einer zweiten Stellung verschwenkt werden kann, in der der erste Laufring in der zweiten Drehrichtung relativ zu dem zweiten Laufring verdreht werden kann. Dabei weist das zweite Sperrelement einen ersten Stützabschnitt, der in der ersten Stellung an dem ersten Laufring abstützbar oder abgestützt ist, und einen zweiten Stützabschnitt auf, der in der ersten Stellung an einer Drehmitnahmekontur des zweiten Laufrings abstützbar oder abgestützt ist, wobei - wie bereits bei dem mindestens einen ersten Sperrelement - der erste Stützabschnitt in axialer Richtung hinter der Drehmitnahmekontur des zweiten Laufrings angeordnet ist. Die Vorteile eines solchen zweiten Sperrelements wurden bereits vorangehend unter Bezugnahme auf das mindestens eine erste Sperrelement beschrieben. Überdies hat diese Ausführungsform den Vorteil, dass ein Freilauf geschaffen ist, der in bis zu vier Modi betrieben werden kann, nämlich einem ersten Betriebsmodus, in dem das erste und zweite Sperrelement in die erste Stellung verschwenkt sind, in einem zweiten Betriebsmodus, in dem das erste Sperrelement in die zweite Stellung und das zweite Sperrelement in die erste Stellung verschwenkt ist, in einem dritten Betriebsmodus, in dem das erste Sperrelement in die erste Stellung und das zweite Sperrelement in die zweite Stellung verschwenkt ist, und in einem vierten Betriebsmodus, in dem sowohl das erste als auch das zweite Sperrelement in die zweite Stellung verschwenkt sind.
In einer vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Freilaufs sind das erste Sperrelement und das zweite Sperrelement in einander entgegengesetzte Schwenkrichtungen in die erste Stellung und in einander entgegengesetzte Schwenkrichtungen in die zweite Stellung verschwenkbar.
In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Freilaufs sind das erste Sperrelement und das zweite Sperrelement baugleich oder als Gleichteile ausgebildet, um die Fertigung und die Montage des Freilaufs zu vereinfachen.
Wie bereits vorangehend angedeutet, kann durch die Anordnung des ersten Stützabschnitts des ersten Sperrelements, gegebenenfalls auch des zweiten Sperrelements, in axialer Richtung hinter der Drehmitnahmekontur des zweiten Laufrings ein besonders geringer Schrägstellungswinkel des ersten Sperrelements in der ersten Stellung, gegebenenfalls auch des zweiten Sperrelements in der ersten Stellung, erzielt werden, um die auf den ersten und zweiten Laufring wirkenden Radialkräfte zu reduzieren. Um diesen Vorteil in besonders hohem Maße zu erzielen, ist der erste Stützabschnitt in einer besonders bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Freilaufs in zumindest einer Relativdrehstellung zwischen dem ersten Laufring und dem zweiten Laufring in axialer Richtung betrachtet mit der Drehmitnahmekontur des zweiten Laufrings überlappend angeordnet.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Freilaufs ist der erste Stützabschnitt des ersten Sperrelements oder/und des zweiten Sperrelements unter Vermeidung einer Abstützung des ersten Stützabschnitts an der Drehmitnahmekontur in axialer Richtung hinter der Drehmitnahmekontur angeordnet. Auf diese Weise ist sichergestellt, dass eine Abstützung oder ein Kontakt des ersten Stützabschnitts an der Drehmitnahmekontur vermieden wird, der zu einem Verdrängen des jeweiligen Sperrelements aus der aktuellen Stellung desselben führen würde, so dass ein besonders geringer Schrägstellungswinkel des jeweiligen Sperrelements in dessen erster Stellung möglich ist.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Freilaufs ist der erste Abschnitt des ersten oder/und zweiten Sperrelements im Wesentlichen in Umfangsrichtung langgestreckt ausgebildet. So kann der erste Stützabschnitt beispielsweise strebenförmig ausgebildet sein. Der zweite Stützabschnitt ist hingegen in einer axialen Richtung hervorstehend an dem ersten Stützabschnitt angeordnet, um mit der Drehmitnahmekontur zusammenzuwirken. In diesem Zusammenhang hat es sich als vorteilhaft herausgestellt, wenn der zweite Stützabschnitt an einem dem ersten Laufring abgewandten Endbereich des ersten Stützabschnitts angeordnet ist. So hat sich insbesondere ein erstes oder/und zweites Sperrelement als vorteilhaft herausgestellt, bei dem der erste Stützabschnitt zusammen mit dem zweiten Stützabschnitt eine L-Form ausbildet.
In einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Freilaufs weist die Drehmitnahmekontur des zweiten Laufrings einen ersten Drehmitnahmekonturabschnitt und einen von dem ersten Drehmitnahmekonturabschnitt in axialer Richtung beabstandeten zweiten Drehmitnahmekonturabschnitt auf. Dabei ist der erste Stützabschnitt des ersten oder/und zweiten Sperrelements in axialer Richtung hinter dem ersten Drehmitnahmekonturabschnitt und in derselben axialen Richtung vor dem zweiten Drehmitnahmekonturabschnitt angeordnet, um den zuvor erwähnten Vorteil eines geringen Schrägstellungswinkels des ersten Sperrelements, gegebenenfalls auch des zweiten Sperrelements, in dessen erster Stellung unbeeinflusst von der Dimensionierung oder Form der beiden Drehmitnahmekonturabschnitte erzielen zu können.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Freilaufs, die auf der vorangehend beschriebenen Ausführungsform basiert, erfolgt die Anordnung des ersten Stützabschnitts zwischen dem ersten und zweiten Drehmitnahmekonturabschnitt derart, dass der erste Stützabschnitt in zumindest einer Relativdrehstellung zwischen dem ersten Laufring und dem zweiten Laufring in axialer Richtung betrachtet mit dem ersten und zweiten Drehmitnahmekonturabschnitt überlappend angeordnet ist. Alternativ oder ergänzend erfolgt die Anordnung des jeweiligen Sperrelements unter Vermeidung einer Abstützung des ersten Stützabschnitts an dem ersten und zweiten Drehmitnahmekonturabschnitt in axialer Richtung hinter dem ersten Drehmitnahmekonturabschnitt und in derselben axialen Richtung vor dem zweiten Drehmitnahmekonturabschnitt.
Um eine besonders sichere Abstützung des ersten Sperrelements, gegebenenfalls auch des zweiten Sperrelements, an der Drehmitnahmekontur zu erzielen, ist der zweite Stützabschnitt des ersten Sperrelements, gegebenenfalls auch des zweiten Sperrelements, in den einander entgegengesetzten axialen Richtungen hervorstehend an dem ersten Stützabschnitt angeordnet, um sowohl mit dem ersten als auch mit dem zweiten Drehmitnahmekonturabschnitt zusammenzuwirken. Alternativ oder ergänzend bildet der erste Stützabschnitt des ersten Sperrelements, gegebenenfalls auch des zweiten Sperrelements, zusammen mit dem zweiten Stützabschnitt eine T-Form aus. Dank der somit herbeigeführten Symmetrie des jeweiligen Sperrelements ist eine besonders gleichmäßige Abstützung möglich.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Freilaufs weisen der erste Drehmitnahmekonturabschnitt und der zweite Drehmitnahmekonturabschnitt dieselbe Kontur auf. Dabei könnten der erste und zweite Drehmitnahmekonturabschnitt grundsätzlich trotz derselben Konturen in Umfangsrichtung zueinander versetzt angeordnet sein, es hat sich jedoch als vorteilhaft herausgestellt, wenn der erste und zweite Drehmitnahmekonturabschnitt deckungsgleich miteinander angeordnet sind, wenn diese in axialer Richtung betrachtet werden.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Freilaufs sind der erste Drehmitnahmekonturabschnitt und der zweite Drehmitnahmekonturabschnitt an zwei separat voneinander ausgebildeten Drehmitnahmekonturringen vorgesehen. Unter einer Ausbildung separat voneinander ist hierbei insbesondere zu verstehen, dass die Drehmitnahmekonturringe zunächst unabhängig bzw. separat voneinander gefertigt wurden, ehe diese im Rahmen der Montage des Freilaufs mittelbar oder unmittelbar zusammengesetzt und gegebenenfalls aneinander befestigt wurden. In diesem Zusammenhang ist es überdies bevorzugt, wenn der erste Drehmitnahmekonturabschnitt und der zweite Drehmitnahmekonturabschnitt an zwei separat voneinander ausgebildeten und baugleichen Drehmitnahmekonturringen vorgesehen sind, zumal Herstellung und Montage hierdurch deutlich vereinfacht ist.
Während bei herkömmlichen Freiläufen die Drehmitnahmekontur an dem zweiten Laufring gleichermaßen eine Stellkontur darstellt, die beispielsweise geeignet ist, das Sperrelement ausgehend von der ersten Stellung bei einer Drehung des ersten Laufrings in einer der ersten Drehrichtung entgegengesetzten zweiten Richtung relativ zu dem zweiten Laufring in Richtung der zweiten Stellung zurückzudrängen, erfolgt bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Freilaufs eine zumindest teilweise oder gänzliche Aufteilung der beiden Funktionen. So weist der zweite Laufring in einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Freilaufs in axialer Richtung hinter der Drehmitnahmekontur, gegebenenfalls zwischen dem ersten und zweiten Drehmitnahmekonturabschnitt der Drehmitnahmekontur, eine Stellkontur auf, die mit dem ersten Sperrelement oder/und dem zweiten Sperrelement zusammenwirkt. Hierbei ist es bevorzugt, wenn die genannte Stellkontur in radialer Richtung gegenüber der Drehmitnahmekontur zurückgesetzt ist, so dass das jeweilige Sperrelement bzw. dessen erster Stützabschnitt sinngemäß in eine solche Vertiefung eintauchen kann. So wirkt das erste Sperrelement derart mit der Stellkontur zusammen, dass das erste Sperrelement ausgehend von der ersten Stellung bei einer Drehung des ersten Laufrings in einer der ersten Drehrichtung entgegengesetzten zweiten Drehrichtung relativ zu dem zweiten Laufring in Richtung der zweiten Stellung verdrängt werden kann. Hierbei sind die drei nachstehend beschriebenen Ausführungsvarianten von Vorteil. Erstens könnte das erste Sperrelement bei einer Drehung des ersten Laufrings in der zweiten Drehrichtung relativ zu dem zweiten Laufring durch die Stellkontur unter Vermeidung eines Kontakts mit der Drehmitnahmekontur verdrängt werden. Mithin wäre in diesem ersten Fall eine vollständige Funktionstrennung zwischen Drehmitnahmekontur und Stellkontur geschaffen. In einem zweiten Fall könnte das erste Sperrelement bei einer Drehung des ersten Laufrings in der zweiten Drehrichtung relativ zu dem zweiten Laufring zunächst durch die Stellkontur und anschließend durch die Drehmitnahmekontur in Richtung der zweiten Stellung verdrängt werden. Mithin übernimmt die Drehmitnahmekontur hier zum Teil die Verdrängung des ersten Sperrelements in Richtung der zweiten Stellung. In einem dritten Fall könnten Stellkontur und Drehmitnahmekontur derart aufeinander abgestimmt sein, dass das erste Sperrelement nach dem Verdrängen in Richtung der zweiten Stellung in der erreichten Stellung an der Drehmitnahmekontur abstützbar ist, wobei das vorangehende Verdrängen in Richtung der zweiten Stellung allein durch die Stellkontur oder sowohl durch die Stellkontur als auch durch die Drehmitnahmekontur erfolgt sein kann. Alternativ oder ergänzend gelten die Ausführungen für das erste Sperrelement in entsprechender Weise für das zweite Sperrelement. So wirkt das zweite Sperrelement alternativ oder ergänzend derart mit der Stellkontur zusammen, dass das zweite Sperrelement ausgehend von der ersten Stellung bei einer Drehung des ersten Laufrings in der ersten Drehrichtung relativ zu dem zweiten Laufring in Richtung der zweiten Stellung verdrängt werden kann. Auch hier ist es möglich oder bevorzugt, wenn das zweite Sperrelement bei einer Drehung des ersten Laufrings in der ersten Drehrichtung relativ zu dem zweiten Laufring durch die Stellkontur unter Vermeidung eines Kontakts mit der Drehmitnahmekontur oder zunächst durch die Stellkontur und anschließend durch die Drehmitnahmekontur in Richtung der zweiten Stellung verdrängt wird. Auch ist es bevorzugt, wenn das zweite Sperrelement in der durch die Verdrängung erreichten Stellung an der Drehmitnahmekontur abstützbar ist.
Um eine besonders vorteilhafte Abstützung des ersten Sperrelements oder/und des zweiten Sperrelements an der erwähnten Stellkontur zu erreichen, weist das erste Sperrelement oder/und das zweite Sperrelement in einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Freilaufs einen in radialer Richtung hervorstehenden Stützansatz auf, über den das erste Sperrelement oder/und das zweite Sperrelement mit der Stellkontur zusammenwirkt.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Freilaufs ist der zuvor erwähnte hervorstehende Stützansatz bezogen auf die Ausdehnung des jeweiligen Sperrelements oder des ersten Stützabschnitts in axialer Richtung relativ zu der Mitte versetzt oder außermittig an dem ersten oder/und zweiten Stützelement, vorzugsweise an dem ersten Stützabschnitt des ersten oder/und zweiten Sperrelements, angeordnet. Diese Ausführungsform ist insoweit von Vorteil, als dass das erste Sperrelement und das zweite Sperrelement baugleich ausgebildet sein können, wobei die zuvor erwähnte gegensinnige Anordnung unter Erzielung der einander entgegengesetzten Schwenkrichtungen bewirkt, dass der Stützansatz an dem ersten Sperrelement in axialer Richtung gegenüber dem Stützansatz an dem zweiten Sperrelement versetzt angeordnet ist und umgekehrt. Auf diese Weise können das erste Sperrelement und das zweite Sperrelement nicht nur baugleich ausgebildet sein, vielmehr können sich diese über den jeweiligen Stützansatz auch an in axialer Richtung nebeneinander angeordneten Stellkonturabschnitten der Stellkontur abstützen, wie dies später unter Bezugnahme auf eine weitere bevorzugte Ausführungsform beschrieben wird.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Freilaufs sind die Stellkontur und die Drehmitnahmekontur als Verzahnungen mit mehreren in Umfangsrichtung voneinander beabstandeten Zähnen ausgebildet. Hierbei ist es bevorzugt, wenn die Zähne der Stellkontur eine erste Zahnflanke aufweisen, die eine geringere Steigung als die Zahnflanken der Zähne der Drehmitnahmekontur aufweisen. Unter den ersten Zahnflanken der Zähne der Stellkontur sind dabei vorzugsweise diejenige ersten Zahnflanken eines jeden Zahnes der Stellkontur zu verstehen, die in dieselbe Umfangsrichtung weisen. Dank der geringeren Steigung der ersten Zahnflanke der Zähne der Stellkontur kann ein gleichmäßiges Verdrängen des zugehörigen Sperrelements erfolgen, was letztlich zu einer geringeren Geräuschentwicklung während des Betriebes des Freilaufs führt. Darüber hinaus ist es bei dieser Ausführungsform bevorzugt, wenn die Zähne der Stellkontur eine der ersten Zahnflanke abgewandte zweite Zahnflanke aufweisen, die eine größere Steigung als die erste Zahnflanke aufweist, um nach dem Verdrängen des jeweiligen Sperrelements in Richtung der zweiten Stellung ein möglichst schnelles Zurückkehren in die erste Stellung zu ermöglichen, nachdem das jeweilige Sperrelement an dem zugehörigen Zahn der Drehmitnahmekontur vorbeigeführt wurde, so dass in der entgegengesetzten Drehrichtung relativ zu dem zweiten Laufring möglichst unmittelbar wieder eine Drehmitnahmekopplung erzielt werden kann. Man kann bei dieser Ausführungsform auch von einer Sägezahnkontur sprechen. Überdies ist es bei dieser Ausführungsform bevorzugt, wenn die erste Zahnflanke und die zweite Zahnflanke nicht unmittelbar aneinander angrenzen, sondern vielmehr über einen langgestreckten äußeren Konturabschnitt der Zähne der Stellkontur miteinander verbunden sind, so dass der äußere Konturabschnitt gegebenenfalls ein Halten des jeweiligen Sperrelements in der nach dem Verdrängen erreichten Stellung gewährleistet, wobei der langgestreckte äußere Konturabschnitt der Zähne der Stellkontur vorzugsweise geradlinig oder kreisbogenförmig, beispielsweise im Sinne eines Kopfkreisabschnitts, ausgebildet ist.
Wie bereits vorangehend angedeutet, weist die Stellkontur in einer weiteren besonders vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Freilaufs einen mit dem ersten Sperrelement zusammenwirkenden ersten Stellkonturabschnitt und einen in axialer Richtung neben dem ersten Stellkonturabschnitt angeordneten, mit dem zweiten Sperrelement zusammenwirkenden zweiten Stellkonturabschnitt auf. Hierbei ist es bevorzugt, wenn der erste Stellkonturabschnitt und der zweite Stellkonturabschnitt dieselben Konturen aufweisen, die jedoch einander entgegengesetzt in Umfangsrichtung orientiert sind. Hierbei hat es sich im Sinne einer einfachen Fertigung und Montage als vorteilhaft herausgestellt, wenn der erste Stellkonturabschnitt und der zweite Stellkonturabschnitt an zwei separat voneinander ausgebildeten, vorzugsweise baugleichen, Stellkonturringen vorgesehen sind, die insbesondere zunächst separat voneinander gefertigt und im Rahmen des Zusammenbaus oder der Montage des Freilaufs mittelbar oder unmittelbar aneinander befestigt wurden. In diesem Zusammenhang hat sich insbesondere eine Ausführungsform als besonders einfach erwiesen, bei der die beiden zuvor erwähnten Drehmitnahmekonturringe unter Zwischenlage der beiden Stellkonturringe mittelbar oder unmittelbar aneinander befestigt wurden, um einen besonders einfachen Aufbau zu erzielen.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Freilaufs ist eine Verstelleinrichtung zum Verschwenken des mindestens einen ersten Sperrelements oder/und des mindestens einen zweiten Sperrelements vorgesehen. Bei der Verstelleinrichtung handelt es sich vorzugsweise um eine Einrichtung, mittels derer durch eine entsprechende Stellbewegung von außen ein Verschwenken des ersten Sperrelements oder/und des zweiten Sperrelements in deren jeweilige Stellungen möglich ist.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Freilaufs weist die Verstelleinrichtung mindestens einen Verstellring an dem ersten Laufring auf, der relativ zu dem ersten Laufring verdrehbar ist. Dabei ist es bevorzugt, wenn der Verstellring mit dem in axialer Richtung hervorstehenden zweiten Stützabschnitt zusammenwirkt. So hat es sich in diesem Zusammenhang als vorteilhaft erwiesen, wenn sich der in axialer Richtung hervorstehende zweite Stützabschnitt des jeweiligen Sperrelements in eine Verstellöffnung in dem Verstellring erstreckt oder/und mit einer Verstellkontur des Stellrings zusammenwirkt. Eine entsprechende Verstellkontur könnte bei einer solchen Lösung beispielsweise von dem Rand der zuvor erwähnten Verstellöffnung gebildet sein.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Freilaufs ist das erste Sperrelement oder/und das zweite Sperrelement in die erste Stellung vorgespannt. Hierbei ist es bevorzugt, wenn die Vorspannung mit Hilfe eines Federelements erfolgt. Grundsätzlich könnte hierbei jedem der Sperrelemente jeweils ein Federelement zugeordnet sein. Um jedoch einen besonders einfachen Aufbau des Freilaufs zu erzielen, ist es ferner bevorzugt, wenn mindestens ein Federelement sowohl ein erstes Sperrelement als auch ein zweites Sperrelement in die erste Stellung vorspannt, um die vorzugsweise paarweise angeordneten ersten und zweiten Sperrelemente auf besonders einfache Weise und unter Erzielung eines vereinfachten Aufbaus in die jeweilige erste Stellung vorzuspannen.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand einer beispielhaften Ausführungsform unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

1 eine Vorderansicht einer Ausführungsform eines Freilaufs,
2 den Freilauf von 1 unter Weglassung der vorderen Seitenwand, des vorderen Verstellrings und des vorderen Drehmitnahmekonturrings,
3 eine vergrößerte Darstellung des Ausschnitts A in 2,
4 eine geschnittene Darstellung entlang der Schnittlinie B-B in den 1 bis 3,
5 den Ausschnitt von 3 beim Verdrehen des ersten Laufrings in der zweiten Drehrichtung relativ zu dem zweiten Laufring, wobei der vordere Drehmitnahmekonturring in 5 gezeigt ist,
6 eine perspektivische Darstellung des Freilaufs von 1 unter Weglassung des ersten Laufrings sowie der vorderen und hinteren Seitenwand,
7 eine perspektivische Darstellung des zweiten Laufrings aus den 1 bis 6 und
8 eine Querschnittsansicht des zweiten Laufrings aus den 1 bis 7.

Die 1 bis 8 zeigen einen Freilauf 2 bzw. dessen Bestandteile. Die einander entgegengesetzten axialen Richtungen 4, 6, die einander entgegengesetzten radialen Richtungen 8, 10 und die einander entgegengesetzten Umfangsrichtungen 12, 14 des Freilaufs 2 sind anhand entsprechender Pfeile angedeutet, wobei der Freilauf 2 eine sich in den axialen Richtungen 4, 6 erstreckende Drehachse 16 aufweist.
Der Freilauf 2 weist einen sich im Wesentlichen in den Umfangsrichtungen 12, 14 erstreckenden ersten Laufring 18 auf, der hier als in radialer Richtung 8 außenliegender Außenring ausgebildet ist. Darüber hinaus weist der Freilauf 2 einen sich im Wesentlichen in den Umfangsrichtungen 12, 14 erstreckenden zweiten Laufring 20 auf, der hier als in radialer Richtung 10 innenliegender Innenring ausgebildet ist, so dass der erste Laufring 18 den zweiten Laufring 20 in radialer Richtung 8 außen unter Ausbildung eines zwischenliegenden und im Wesentlichen in Umfangsrichtung 12, 14 umlaufenden Zwischenraumes 22 umgibt. Man kann mithin auch von einer radialen Schachtelung von erstem und zweiten Laufring 18, 20 sprechen.
Der erste Laufring 18 weist auf seiner in radialer Richtung 8 nach außen weisenden Seite eine Verzahnung 24 auf, während der zweite Laufring 20 auf seiner in radialer Richtung 10 nach innen weisenden Seite eine Verzahnung 26 aufweist. Beide Verzahnungen 24, 26 dienen der drehfesten Verbindung mit einem Bauteil innerhalb des Antriebsstrangs eines Kraftfahrzeugs, wobei es bevorzugt ist, wenn der erste Laufring 18 über die Verzahnung 24 an einem feststehenden Bauteil, beispielsweise einem Gehäuse des Antriebsstrangs, und der zweite Laufring 20 über die Verzahnung 26 drehfest an einem drehbaren Bauteil des Antriebsstrangs, beispielsweise einer Welle oder Nabe, angeordnet ist.
Der zweite Laufring 20, der in den 7 und 8 in Alleinstellung gezeigt ist, ist mehrteilig ausgebildet. So ist der zweite Laufring 20 aus einem ersten Drehmitnahmekonturring 28, einem ersten Stellkonturring 30, einem zweiten Stellkonturring 32 und einem zweiten Drehmitnahmekonturring 34 zusammengesetzt, die in der angegebenen Reihenfolge in axialer Richtung 6 aufeinander folgen. Die genannten Ringe 28 bis 34 sind jeweils separat voneinander ausgebildet, d. h., diese wurden zunächst separat oder unabhängig voneinander gefertigt, ehe diese in der dargestellten Weise aneinander befestigt wurden, wobei als Befestigung hier beispielsweise ein Vernieten in Frage kommt, wie dies anhand der Nietstifte 36 angedeutet ist.
An der in radialer Richtung 8 nach außen weisenden Seite des ersten Drehmitnahmekonturrings 28 ist ein erster Drehmitnahmekonturabschnitt 38 ausgebildet, während an der in radialer Richtung 8 nach außen weisenden Seite des zweiten Drehmitnahmekonturrings 34 ein zweiter Drehmitnahmekonturabschnitt 40 ausgebildet ist, wobei die beiden Drehmitnahmekonturabschnitte 38, 40 schon aufgrund der Baugleichheit zwischen dem ersten und zweiten Drehmitnahmekonturrings 28 und 34 dieselbe Kontur aufweisen und gemeinsam die - in axialer Richtung 4, 6 unterbrochene - Drehmitnahmekontur 42 des zweiten Laufrings 20 ausbilden. Auch sind die Drehmitnahmekonturabschnitte 38, 40 in axialer Richtung 4 oder 6 betrachtet deckungsgleich angeordnet. Aufgrund der Anordnung der Stellkonturringe 30, 32 in axialer Richtung 4; 6 zwischen den beiden Drehmitnahmekonturringen 28, 34 sind auch die Drehmitnahmekonturabschnitte 38, 40 in axialer Richtung 4; 6 voneinander beabstandet. Auch ist aus 8 ersichtlich, dass sowohl an dem ersten Drehmitnahmekonturring 28 als auch an dem zweiten Drehmitnahmekonturring 34 jeweils ein umlaufender Zentriervorsprung 44 vorgesehen ist, wobei der erste Stellkonturring 30 in radialer Richtung 10 nach innen an dem Zentriervorsprung 44 des ersten Drehmitnahmekonturrings 28 abgestützt ist, während der zweite Stellkonturring 32 in radialer Richtung 10 nach innen an dem Zentriervorsprung 44 des zweiten Drehmitnahmekonturrings 34 abgestützt ist.
Auch die beiden Stellkonturringe 30, 32 weisen jeweils eine Kontur auf. So weist der erste Stellkonturring 30 auf seiner in radialer Richtung 8 nach außen weisenden Seite einen ersten Stellkonturabschnitt 46 auf, während der zweite Stellkonturring 32 auf seiner in radialer Richtung 8 nach außen weisenden Seite einen zweiten Stellkonturabschnitt 48 aufweist. Der erste und zweite Stellkonturabschnitt 46, 48 sind im Wesentlichen identisch ausgebildet, so dass diese dieselben Konturen aufweisen. Wie jedoch insbesondere aus den 2, 3 und 7 ersichtlich, sind die Stellkonturabschnitte 46, 48 einander entgegengesetzt in den Umfangsrichtungen 12, 14 orientiert. Gemeinsam bilden der erste Stellkonturabschnitt 46 und der zweite Stellkonturabschnitt 48 die Stellkontur 50 des zweiten Laufrings 20 aus, wobei die Stellkontur 50 in axialer Richtung 6 hinter dem ersten Drehmitnahmekonturabschnitt 38 und in derselben axialen Richtung 6 vor dem zweiten Drehmitnahmekonturabschnitt 40 angeordnet ist, so dass auch davon gesprochen werden kann, dass die Stellkontur 50 in axialer Richtung 6 zwischen dem ersten Drehmitnahmekonturabschnitt 38 und dem zweiten Drehmitnahmekonturabschnitt 40 angeordnet ist. Auch ist insbesondere aus den 7 und 8 ersichtlich, dass die Stellkontur 50 bzw. deren Stellkonturabschnitte 46, 48 in radialer Richtung 10 gegenüber der Drehmitnahmekontur 42 bzw. deren Drehmitnahmekonturabschnitten 38, 40 zurückgesetzt ist.
Sowohl die Drehmitnahmekonturabschnitte 38, 40 als auch die Stellkonturabschnitte 46, 48 sind in Umfangsrichtung 12, 14 umlaufend und in der Art einer Verzahnung ausgebildet, die mehrere in Umfangsrichtung 12, 14 voneinander beabstandete Zähne aufweist. So weisen die Zähne der Drehmitnahmekonturabschnitte 38, 40 zwei einander abgewandte Zahnflanken 52, 54 auf, die sich im Wesentlichen in den radialen Richtungen 8, 10 erstrecken und mithin eine relativ große Steigung aufweisen. Die Zähne des ersten Stellkonturabschnitts 46 weisen hingegen eine in Umfangsrichtung 14 weisende erste Zahnflanke 56 und eine in Umfangsrichtung 12 weisende und somit abgewandte zweite Zahnflanke 58 auf, wobei die erste Zahnflanke 56 eine geringere Steigung als die Zahnflanken 52, 54 der Zähne der Drehmitnahmekontur 42 aufweist. Überdies weist die der ersten Zahnflanke 56 abgewandte zweite Zahnflanke 58 der Zähne des ersten Stellkonturabschnitts 46 eine größere Steigung als die erste Zahnflanke 56 auf, wobei sich die zweite Zahnflanke 58 in der dargestellten Ausführungsform im Wesentlichen in radialer Richtung 8, 10 erstreckt. Auch sind die erste und zweite Zahnflanke 56, 58 über einen langgestreckten äußeren Konturabschnitt 60 miteinander verbunden, wobei der äußere Konturabschnitt 60 geradlinig oder kreisbogenförmig ausgebildet sein kann. In der dargestellten Ausführungsform erstreckt sich der langgestreckte äußere Konturabschnitt 60 entlang des Kopfkreises des als Verzahnung ausgebildeten ersten Stellkonturabschnitts 46. Die vorangehenden Ausführungen zu dem ersten Stellkonturabschnitt 46 in Form einer Verzahnung gelten in entsprechender Weise für den zweiten Stellkonturabschnitt 48, aufgrund der einander entgegengesetzten Orientierung der beiden Stellkonturabschnitte 46, 48 weist die erste Zahnflanke 56 jedoch in Umfangsrichtung 12, während die zweite Zahnflanke 58 in Umfangsrichtung 14 weist.
Wie insbesondere aus den 2 bis 6 ersichtlich, weist der Freilauf 2 mehrere Sperrelemente 62, 64 in radialer Richtung 8, 10 zwischen dem ersten Laufring 18 und dem zweiten Laufring 20 auf, die innerhalb des Zwischenraumes 22 angeordnet sind und jeweils mit dem ersten Laufring 18 in Drehmitnahmeverbindung stehen. Genauer gesagt umfassen die Sperrelemente 62, 64 mehrere erste Sperrelemente 62 und mehrere zweite Sperrelemente 64, wobei die Sperrelemente 62, 64 hier in der Art von Sperrklinken ausgebildet sind, so dass es sich bei dem Freilauf 2 sinngemäß um eine formschlüssige Kupplung handelt. Die ersten Sperrelemente 62 können zwischen einer ersten Stellung, die insbesondere in den 2 und 3 gezeigt ist und in der der erste Laufring 18 in einer ersten Drehrichtung 66 relativ zu dem zweiten Laufring 20 über das erste Sperrelement 62 mit dem zweiten Laufring 20 drehmitnahmegekoppelt ist, und einer zweiten Stellung (nicht dargestellt) verschwenkt werden, in der der erste Laufring 18 in der ersten Drehrichtung 66 relativ zu dem zweiten Laufring 20 verdreht werden kann. Die zweiten Sperrelemente 64 können hingegen zwischen einer ersten Stellung (nicht dargestellt), in der der erste Laufring 18 in einer der ersten Drehrichtung 66 entgegengesetzten zweiten Drehrichtung 68 relativ zu dem zweiten Laufring 20 über das zweite Sperrelement 64 mit dem zweiten Laufring 20 drehmitnahmegekoppelt ist, und einer in den 2 und 3 gezeigten zweiten Stellung verschwenkt werden, in der der erste Laufring 18 in der zweiten Drehrichtung 68 relativ zu dem zweiten Laufring 20 verdreht werden kann. Dabei sind die ersten Sperrelemente 62 und die zweiten Sperrelemente 64 in einander entgegengesetzte Schwenkrichtungen in die erste Stellung verschwenkbar. In entsprechender Weise sind die ersten Sperrelemente 62 und die zweiten Sperrelemente 64 in einander entgegengesetzte Schwenkrichtungen in die zweite Stellung verschwenkbar. Auch sind die ersten und zweiten Sperrelemente 62, 64 baugleich bzw. identisch ausgebildet, wobei die einander entgegengesetzten Schwenkrichtungen unter anderem dadurch erzielt werden, dass die ersten Sperrelemente 62 und die zweiten Sperrelemente 64 in Umfangsrichtung 12, 14 einander entgegengesetzt ausgerichtet bzw. orientiert sind, wobei nachstehend näher auf den Aufbau der ersten und zweiten Sperrelemente 62, 64 eingegangen werden soll.
Die Sperrelemente 62, 64 weisen jeweils einen ersten Stützabschnitt 70 auf. Über den ersten Stützabschnitt 70, der im Wesentlichen strebenförmig ausgebildet und in Umfangsrichtung 12, 14 langgestreckt ist, ist das erste Sperrelement 62 in Umfangsrichtung 12 an dem ersten Laufring 18 abstützbar, während das zweite Sperrelement 64 über den ersten Stützabschnitt 70 in Umfangsrichtung 14 an dem ersten Laufring 18 abstützbar ist, wenn sich die genannten Sperrelemente 62, 64 in deren erster Stellung befinden. Genauer gesagt weisen die ersten Stützabschnitte 70 ein dem ersten Laufring 18 zugewandtes Stützende 72 auf, über das die genannte Abstützung an dem ersten Laufring 18 erfolgen kann. An einem dem Stützende 72 abgewandten Endbereich 74 des sich im Wesentlichen in Umfangsrichtung 12, 14 erstreckenden, strebenartigen ersten Stützabschnitts 70 schließt sich ein zweiter Stützabschnitt 76 der Sperrelemente 62, 64 an, der in der ersten Stellung des jeweiligen Sperrelements 62, 64 an der zuvor beschriebenen Drehmitnahmekontur 42 des zweiten Laufrings 20 abstützbar oder abgestützt ist. Genauer gesagt ist der zweite Stützabschnitt 76 in der ersten Stellung des ersten Sperrelements 62 in Umfangsrichtung 14 an der Drehmitnahmekontur 42 abstützbar, während der zweite Stützabschnitt 76 des zweiten Sperrelements 64 in der ersten Stellung in Umfangsrichtung 12 an der Drehmitnahmekontur 42 des zweiten Laufrings 20 abstützbar ist, um die zuvor erwähnte Drehmitnahmekopplung in der jeweiligen ersten Stellung zu erzielen.
Der zweite Stützabschnitt 76 ist in den einander entgegengesetzten axialen Richtungen 4, 6 hervorstehend an dem Endbereich 74 des ersten Stützabschnitts 70 angeordnet, um in vorteilhafter Weise mit der Drehmitnahmekontur 42 des zweiten Laufrings 20 zusammenwirken zu können, wenn sich die Sperrelemente 62, 64 in deren erster Stellung befinden. Im konkreten Beispiel erstreckt sich der zweite Stützabschnitt 76 ausgehend von dem Endbereich 74 des ersten Stützabschnitts 70 zum einen in axialer Richtung 4, um mit dem ersten Drehmitnahmekonturabschnitt 38 zusammenwirken zu können, und zum anderen in axiale Richtung 6, um gleichermaßen mit dem zweiten Drehmitnahmekonturabschnitt 40 zusammenwirken zu können, wenn sich das jeweilige Sperrelement 62, 64 in dessen erster Stellung befindet. Somit bildet der erste Stützabschnitt 70 zusammen mit dem zweiten Stützabschnitt 76 eine T-Form aus, so dass auch von einem im Wesentlichen T-förmig ausgebildeten Sperrelement 62, 64 gesprochen werden kann.
Wie aus den 2 bis 6 ersichtlich, ist der langgestreckte erste Stützabschnitt 70 in axialer Richtung 6 hinter der Drehmitnahmekontur 42, genauer gesagt hinter dem ersten Drehmitnahmekonturabschnitt 38 der Drehmitnahmekontur 42, angeordnet. Überdies ist der erste Stützabschnitt 70 auch in axialer Richtung 4 hinter der Drehmitnahmekontur 42, genauer gesagt dem zweiten Drehmitnahmekonturabschnitt 40, angeordnet. Aufgrund der Beabstandung der beiden Drehmitnahmekonturabschnitte 38, 40 in axialer Richtung 4, 6 kann im vorliegenden Beispiel auch davon gesprochen werden, dass der erste Stützabschnitt 70 in axialer Richtung 6 hinter dem ersten Drehmitnahmekonturabschnitt 38 und in derselben axialen Richtung 6 vor dem zweiten Drehmitnahmekonturabschnitt 40 angeordnet ist, mithin innerhalb des Axialbereichs der aus dem ersten Stellkonturabschnitt 46 und dem zweiten Stellkonturabschnitt 48 zusammengesetzten Stellkontur 50 des zweiten Laufrings 20. Diese Anordnung des ersten Stützabschnitts 70 hinter der Drehmitnahmekontur 42 bzw. hinter den Drehmitnahmekonturabschnitten 38 und 40 hat den Vorteil, dass der erste Stützabschnitt 70 in den Bereich zwischen den beiden Drehmitnahmekonturabschnitten 38, 40, in welchem die Stellkontur 50 in radialer Richtung 10 nach innen zurückgesetzt ist, eintauchen kann, um den Schrägstellungswinkel der Sperrelemente 62, 64 in deren erster Stellung so gering wie möglich zu halten, was bei einer Drehmitnahmekopplung zwischen erstem und zweitem Laufring 18, 20 über das jeweilige Sperrelement 62, 64 zu entsprechend geringen Radialkräften führt, die auf die Laufringe 18, 20 wirken.
Der erste Stützabschnitt 70 der Sperrelemente 62, 64 ist derart zwischen den Drehmitnahmekonturabschnitten 38, 40 angeordnet, dass dieser in zumindest einer Relativdrehstellung zwischen dem ersten Laufring 18 und dem zweiten Laufring 20 in axialer Richtung 4 oder 6 betrachtet mit der Drehmitnahmekontur 42, genauer gesagt sowohl mit dem ersten Drehmitnahmekonturabschnitt 38 als auch mit dem zweiten Drehmitnahmekonturabschnitt 40, überlappend angeordnet ist, wie dies insbesondere in 5 zu erkennen ist. Auch ist der erste Stützabschnitt 70 in vorteilhafter Weise derart hinter den beiden Drehmitnahmekonturabschnitten 38, 40 angeordnet, dass eine Abstützung, genauer gesagt eine unmittelbare Abstützung, des ersten Stützabschnitts 70 an der Drehmitnahmekontur 42 bzw. deren Drehmitnahmekonturabschnitten 38, 40 vermieden wird. Vielmehr erfolgt die Abstützung des ersten Stützabschnitts 70 des Sperrelements 62, 64 an der Drehmitnahmekontur 42 lediglich mittelbar über den zweiten Stützabschnitt 76.
Wie insbesondere aus den 2 bis 5 ersichtlich, weisen die Sperrelemente 62, 64 ferner einen in radialer Richtung 10 nach innen hervorstehenden Stützansatz 78 auf, der sich ausgehend von dem Endbereich 74 des ersten Stützabschnitts 70 in radialer Richtung 10 nach innen erstreckt. Dabei ist der hervorstehende Stützansatz 78 bezogen auf die Ausdehnung des jeweiligen Sperrelements 62, 64 bzw. des ersten Stützabschnitts 70 in axialer Richtung 4, 6 relativ zu der Mitte versetzt oder außermittig an dem ersten Stützabschnitt 70 des ersten und zweiten Sperrelements 62, 64 angeordnet, wie dies insbesondere in 4 am Beispiel des ersten Sperrelements 62 zu erkennen ist. So ist der Stützansatz 78 des ersten Sperrelements 62 im Einbauzustand in axialer Richtung 4 versetzt, um ausschließlich mit dem ersten Stellkonturabschnitt 46 zusammenzuwirken, während der Stützansatz 78 des zweiten Sperrelements 64 aufgrund dessen gegensinniger Anordnung zu dem ersten Sperrelement 62 im Einbauzustand in axialer Richtung 6 versetzt ist, um ausschließlich mit dem zweiten Stellkonturabschnitt 48 zusammenzuwirken. Die daraus resultierende Funktionsweise wird nachstehend näher erläutert.
Wie bereits vorangehend angedeutet, befindet sich das erste Sperrelement 62 in den 2 bis 4 in der ersten Stellung, in der der zweite Stützabschnitt 76 in Umfangsrichtung 14 an den Zahnflanken 52 der beiden Drehmitnahmekonturabschnitte 38, 40 abstützbar oder abgestützt ist. Dabei ist das erste Sperrelement 62 in die gezeigte erste Stellung vorgespannt, wobei dies mit Hilfe eines Federelements 80 erfolgt, das aus Gründen der Übersichtlichkeit lediglich in den 2 und 3 gezeigt ist. Aus den genannten 2 und 3 ist überdies ersichtlich, dass ein einzelnes Federelement 80 derart ausgebildet ist, dass über dieses sowohl das erste Sperrelement 62 als auch ein zweites Sperrelement 64 in die erste Stellung vorgespannt ist. Wird nun ausgehend von der ersten Stellung des ersten Sperrelements 62 nach den 2 bis 4 der erste Laufring 18 in der der ersten Drehrichtung 66 entgegengesetzten zweiten Drehrichtung 68 relativ zu dem zweiten Laufring 20 verdreht, so wirkt der erste Stellkonturabschnitt 46 derart über den daran abgestützten Stützansatz 78 mit dem ersten Sperrelement 62 zusammen, dass das erste Sperrelement 62 entgegen der Rückstellkraft des Federelements 80 in Richtung der zweiten Stellung verdrängt wird, wie dies in 5 angedeutet ist. Genauer gesagt gleitet der Stützansatz 78 zunächst entlang der ersten Zahnflanke 56 des Zahnes des ersten Stellkonturabschnitts 46, so dass das erste Sperrelement 62 aufgrund der relativ geringen Steigung der ersten Zahnflanke 56 gleichmäßig in Richtung der zweiten Stellung verdrängt oder verschwenkt wird. Wird der Stützansatz 78 bei einer weiteren Relativdrehung in der zweiten Drehrichtung 68 an dem äußeren Konturabschnitt 60 vorbei geführt und erreicht den Bereich der relativ steilen zweiten Zahnflanke 58 des Zahnes des ersten Stellkonturabschnitts 46, so wird das erste Sperrelement 62 durch die Rückstellkraft des Federelements 80 in die erste Stellung zurückgeschwenkt.
Das beschriebene Verdrängen und Zurückschwenken kann dabei durch entsprechende Formgebung von Stützansatz 78 einerseits und Zahn des ersten Stellkonturabschnitts 46 andererseits derart vonstattengehen, dass dies unter gänzlicher Vermeidung eines Kontakts des zweiten Stützabschnitts 76 mit den Drehmitnahmekonturabschnitten 38, 40 der Drehmitnahmekontur 42 erfolgt. Alternativ können Sperrelement 62, Stellkontur 50 und Drehmitnahmekontur 42 derart aufeinander abgestimmt sein, dass das Verdrängen in Richtung der zweiten Stellung zunächst durch die Stellkontur 50 und anschließend durch die Drehmitnahmekontur 42 erfolgt, indem der zweite Stützabschnitt 76 im Verlauf der Relativdrehung zumindest teilweise durch die Drehmitnahmekontur 42 verdrängt wird. Überdies ist es denkbar, wenn nicht gar vorteilhaft, wenn das erste Sperrelement 62 in der nach dem Verdrängen erreichten Stellung durch die Drehmitnahmekontur 42 gehalten wird, indem der zweite Stützabschnitt 76 an der in radialer Richtung 8 nach außen weisenden Seite des jeweiligen Zahns der Drehmitnahmekontur 42 abgestützt ist.
Die vorstehenden Ausführungen zum Verdrängen des ersten Sperrelements 62 durch den ersten Stellkonturabschnitt 46 gelten in analoger oder entsprechender Weise für das Verdrängen des zweiten Sperrelements 64 durch den zweiten Stellkonturabschnitt 48 bei einer Drehung des ersten Laufrings 18 in der ersten Drehrichtung 66 relativ zu dem zweiten Laufring 20, so dass an dieser Stelle auf eine Wiederholung verzichtet werden soll. In jedem Fall wird dank der Stellkontur 50 eine relativ harmonische Bewegung der Sperrelemente 62, 64 erzielt, ohne dass die Sperrelemente 62, 64 ausschließlich oder teilweise durch die Drehmitnahmekontur 42 verdrängt werden müssten. Dank dieser zumindest teilweisen Funktionstrennung ist der Konstrukteur insbesondere bei der Gestaltung der Drehmitnahmekontur 42 kaum Einschränkungen unterworfen, so dass relativ steile Zahnflanken 52, 54 bei den Zähnen der Drehmitnahmekontur 42 vorgesehen sein können.
Um den Freilauf 2 gezielt steuern zu können, ist ferner eine Verstelleinrichtung 82 zum Verschwenken der ersten und zweiten Sperrelemente 62, 64 vorgesehen. Dank der Verstelleinrichtung 82 können die in die erste Stellung vorgespannten ersten und zweiten Sperrelemente 62, 64 unabhängig voneinander und unabhängig von der Stützkontur in die zweite Stellung verschwenkt werden. So weist die Verstelleinrichtung 82 einen ersten Verstellring 84 und einen zweiten Verstellring 86 auf, die in axialer Richtung 4, 6 voneinander beabstandet an dem ersten Laufring 18 angeordnet sind, wobei die beiden Verstellringe 84, 86 relativ zu dem ersten Laufring 18 verdrehbar sind, um die Sperrelemente 62, 64 gezielt in die jeweilige zweite Stellung zu verschwenken. Auch sind an den beiden Verstellringen 84, 86 jeweils in radialer Richtung 8 nach außen hervorstehende Betätigungselemente 88 vorgesehen, über die die Verstelleinrichtung 82 mit einem entsprechenden Antrieb zum Verdrehen der Verstellringe 84, 86 zusammenwirken kann. Dabei sind sowohl in dem ersten Verstellring 84 als auch in dem zweiten Verstellring 86, die im Wesentlichen ringscheibenförmig ausgebildet sind, Verstellöffnungen 90 vorgesehen, wobei sich die zweiten Stützabschnitte 76 zweier paarweise einander zugeordneter Sperrelemente 62, 64 in axialer Richtung 4 einerseits in die Verstellöffnung 90 in dem ersten Verstellring 84 und andererseits in axialer Richtung 6 in die Verstellöffnung 90 des zweiten Verstellrings 86 erstrecken, um ein Verschwenken des jeweiligen Sperrelements 62, 64 durch Zusammenwirken mit dem jeweiligen zweiten Stützabschnitt 76 des Sperrelements 62 bzw. 64 zu bewirken. Wie insbesondere aus 6 ersichtlich, bildet ein Rand der Verstellöffnungen 90 eine entsprechende Verstellkontur 92, an der der zweite Stützabschnitt 76 in radialer Richtung 10 nach innen abstützbar ist.
In der dargestellten Ausführungsform sind die beiden Verstellringe 84, 86 mit ihren Verstellöffnungen 90 bzw. Verstellkonturen 92 derart ausgebildet, dass über den ersten Verstellring 84 lediglich das erste Sperrelement 62 von der ersten Stellung in die zweite Stellung verstellbar ist, während das zweite Sperrelement 64 ausschließlich durch den zweiten Verstellring 86 von der ersten Stellung in die zweite Stellung verstellt werden kann. Mit dem dargestellten Freilauf 2 ist somit ein Freilauf geschaffen, der in vier unterschiedlichen Betriebsmodi betrieben werden kann.
Der Vollständigkeit halber sei unter Bezugnahme auf die 1 und 4 noch erwähnt, dass der Zwischenraum 22 zwischen erstem und zweitem Laufring 18, 20 in den axialen Richtungen 4, 6 durch ringscheibenförmig ausgebildete Seitenwände 94, 96 begrenzt ist, die drehfest mit dem ersten Laufring 18 verbunden sind und zwischen denen in axialer Richtung 4, 6 die zuvor erwähnten Verstellringe 84, 86 der Verstelleinrichtung 82 angeordnet sind, während die Betätigungselemente 88 der Verstellringe 84, 86 durch entsprechende Aussparungen in dem ersten Laufring 18 in radialer Richtung 8 nach außen geführt sind. Überdies sind die in die axialen Richtungen 4, 6 weisenden Enden der zweiten Stützabschnitte 76 der Sperrelemente 62, 64 in vorteilhafter Weise an den Seitenwänden 94, 96 axial abstützbar, um die genannten Sperrelemente 62, 64 in deren Axialposition zu halten.
Wenngleich in den 1 bis 8 eine relativ komplexe Ausführungsform eines Freilaufs 2 gezeigt ist, so sei darauf hingewiesen, dass auch ein deutlich einfacherer Aufbau möglich ist. So könnte beispielsweise auf die zweiten Sperrelemente 64 und mithin auch auf den zweiten Stellkonturabschnitt 48 verzichtet werden, um einen Freilauf mit nur zwei Betriebsmodi zu schaffen. Auch könnte bei einer weiteren Vereinfachung auf den zweiten Drehmitnahmekonturabschnitt 40 verzichtet werden, während der erste Stützabschnitt 70 und der zweite Stützabschnitt 76 des ersten Sperrelements 62 lediglich eine L-Form ausbildet. Überdies wäre es denkbar, eine Drehmitnahmekontur 42 vorzusehen, die in axialer Richtung 4, 6 zwischen zwei Stellkonturabschnitten gleicher oder gegensinniger Art angeordnet wäre, wobei das Sperrelement 62 in einem solchen Fall einen zweiten ersten Stützabschnitt 70 aufweisen könnte und die beiden ersten Stützabschnitte 70 zusammen mit dem zweiten Stützabschnitt 76 gemeinsam eine U-Form ausbilden könnten.
Bezugszeichenliste

2: Freilauf
4: axiale Richtung
6: axiale Richtung
8: radiale Richtung
10: radiale Richtung
12: Umfangsrichtung
14: Umfangsrichtung
16: Drehachse
18: erster Laufring
20: zweiter Laufring
22: Zwischenraum
24: Verzahnung
26: Verzahnung
28: erster Drehmitnahmekonturring
30: erster Stellkonturring
32: zweiter Stellkonturring
34: zweiter Drehmitnahmekonturring
36: Nietstifte
38: erster Drehmitnahmekonturabschnitt
40: zweiter Drehmitnahmekonturabschnitt
42: Drehmitnahmekontur
44: Zentriervorsprung
46: erster Stellkonturabschnitt
48: zweiter Stellkonturabschnitt
50: Stellkontur
52: Zahnflanke
54: Zahnflanke
56: erste Zahnflanke
58: zweite Zahnflanke
60: äußerer Konturabschnitt
62: erstes Sperrelement
64: zweites Sperrelement
66: erste Drehrichtung
68: zweite Drehrichtung
70: erster Stützabschnitt
72: Stützende
74: Endbereich
76: zweiter Stützabschnitt
78: Stützansatz
80: Federelement
82: Verstelleinrichtung
84: erster Verstellring
86: zweiter Verstellring
88: Betätigungselemente
90: Verstellöffnungen
92: Verstellkontur
94: Seitenwand
96: Seitenwand

Claims

Freilauf (2) mit einem ersten Laufring (18), einem zweiten Laufring (20) und Sperrelementen (62, 64) zwischen dem ersten und zweiten Laufring (18, 20), die mit dem ersten Laufring (18) in Drehmitnahmeverbindung stehen und mindestens ein erstes Sperrelement (62) umfassen, das zwischen einer ersten Stellung, in der der erste Laufring (18) in einer ersten Drehrichtung (66) relativ zu dem zweiten Laufring (20) über das erste Sperrelement (62) mit dem zweiten Laufring (20) drehmitnahmegekoppelt ist, und einer zweiten Stellung verschwenkbar ist, in der der erste Laufring (18) in der ersten Drehrichtung (66) relativ zu dem zweiten Laufring (20) verdrehbar ist, wobei das erste Sperrelement (62) einen ersten Stützabschnitt (70), der in der ersten Stellung an dem ersten Laufring (18) abstützbar oder abgestützt ist, und einen zweiten Stützabschnitt (76) aufweist, der in der ersten Stellung an einer Drehmitnahmekontur (42) des zweiten Laufrings (20) abstützbar oder abgestützt ist, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Stützabschnitt (70) in axialer Richtung (4; 6) hinter der Drehmitnahmekontur (42) des zweiten Laufrings (20) angeordnet ist.
Freilauf (2) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Sperrelemente (62, 64) ferner mindestens ein zweites Sperrelement (64) umfassen, das zwischen einer ersten Stellung, in der der erste Laufring (18) in einer der ersten Drehrichtung (66) entgegengesetzten zweiten Drehrichtung (68) relativ zu dem zweiten Laufring (20) über das zweite Sperrelement (64) mit dem zweiten Laufring (20) drehmitnahmegekoppelt ist, und einer zweiten Stellung verschwenkbar ist, in der der erste Laufring (18) in der zweiten Drehrichtung (68) relativ zu dem zweiten Laufring (20) verdrehbar ist, wobei das zweite Sperrelement (64) einen ersten Stützabschnitt (70), der in der ersten Stellung an dem ersten Laufring (18) abstützbar oder abgestützt ist, und einen zweiten Stützabschnitt (76) aufweist, der in der ersten Stellung an einer Drehmitnahmekontur (42) des zweiten Laufrings (20) abstützbar oder abgestützt ist, wobei der erste Stützabschnitt (70) in axialer Richtung (4; 6) hinter der Drehmitnahmekontur (42) des zweiten Laufrings (20) angeordnet ist und das erste Sperrelement (62) und das zweite Sperrelement (64) vorzugsweise in einander entgegengesetzte Schwenkrichtungen in die erste Stellung und in einander entgegengesetzte Schwenkrichtungen in die zweite Stellung verschwenkbar und besonders bevorzugt baugleich ausgebildet sind.
Freilauf (2) nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Stützabschnitt (70) in zumindest einer Relativdrehstellung zwischen dem ersten Laufring (18) und dem zweiten Laufring (20) in axialer Richtung (4; 6) betrachtet mit der Drehmitnahmekontur (42) überlappend angeordnet ist oder/und unter Vermeidung einer Abstützung des ersten Stützabschnitts (70) an der Drehmitnahmekontur (42) in axialer Richtung (4; 6) hinter der Drehmitnahmekontur (42) angeordnet ist.
Freilauf (2) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Stützabschnitt (70) im Wesentlichen in Umfangsrichtung (12, 14) langgestreckt ausgebildet ist, während der zweite Stützabschnitt (76) in einer axialen Richtung (4; 6) hervorstehend an dem ersten Stützabschnitt (70), vorzugsweise an einem dem ersten Laufring (18) abgewandten Endbereich (74) des ersten Stützabschnitts (70), angeordnet ist, um mit der Drehmitnahmekontur (42) zusammenzuwirken, wobei der erste Stützabschnitt (70) zusammen mit dem zweiten Stützabschnitt (76) besonders bevorzugt eine L-Form ausbildet.
Freilauf (2) einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehmitnahmekontur (42) einen ersten Drehmitnahmekonturabschnitt (38) und einen von dem ersten Drehmitnahmekonturabschnitt (38) in axialer Richtung (4; 6) beabstandeten zweiten Drehmitnahmekonturabschnitt (40) aufweist, wobei der erste Stützabschnitt (70) in axialer Richtung (4; 6) hinter dem ersten Drehmitnahmekonturabschnitt (38) und in derselben axialen Richtung (4; 6) vor dem zweiten Drehmitnahmekonturabschnitt (40) angeordnet ist, vorzugsweise derart, dass der erste Stützabschnitt (70) in zumindest einer Relativdrehstellung zwischen dem ersten Laufring (18) und dem zweiten Laufring (20) in axialer Richtung (4; 6) betrachtet mit dem ersten und zweiten Drehmitnahmekonturabschnitt (38, 40) überlappend angeordnet ist oder/und unter Vermeidung einer Abstützung des ersten Stützabschnitts (70) an dem ersten und zweiten Drehmitnahmekonturabschnitt (38, 40) in axialer Richtung (4; 6) hinter dem ersten Drehmitnahmekonturabschnitt (38) und in derselben axialen Richtung (4; 6) vor dem zweiten Drehmitnahmekonturabschnitt (40) angeordnet ist, wobei der zweite Stützabschnitt (76) besonders bevorzugt in den einander entgegengesetzten axialen Richtungen (4, 6) hervorstehend an dem ersten Stützabschnitt (70) angeordnet ist, um mit dem ersten und zweiten Drehmitnahmekonturabschnitt (38, 40) zusammenzuwirken, oder/und der erste Stützabschnitt (70) zusammen mit dem zweiten Stützabschnitt (76) besonders bevorzugt eine T-Form ausbildet.
Freilauf (2) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Drehmitnahmekonturabschnitt (38) und der zweite Drehmitnahmekonturabschnitt (40) dieselben Konturen aufweisen oder/und an zwei separat voneinander ausgebildeten, vorzugsweise baugleichen, Drehmitnahmekonturringen (28, 34) vorgesehen sind.
Freilauf (2) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Laufring (20) in axialer Richtung (4; 6) hinter der Drehmitnahmekontur (42), gegebenenfalls zwischen dem ersten und zweiten Drehmitnahmekonturabschnitt (38, 40), eine, vorzugsweise in radialer Richtung (10) gegenüber der Drehmitnahmekontur (42) zurückgesetzte, Stellkontur (50) aufweist, mit der das erste Sperrelement (62) derart zusammenwirkt, dass das erste Sperrelement (62) ausgehend von der ersten Stellung bei einer Drehung des ersten Laufrings (18) in einer der ersten Drehrichtung (66) entgegengesetzten zweiten Drehrichtung (68) relativ zu dem zweiten Laufring (20) in Richtung der zweiten Stellung verdrängbar ist, wobei das erste Sperrelement (62) bei einer Drehung des ersten Laufrings (18) in der zweiten Drehrichtung (68) relativ zu dem zweiten Laufring (20) besonders bevorzugt durch die Stellkontur (50) unter Vermeidung eines Kontakts mit der Drehmitnahmekontur (42) oder zunächst durch die Stellkontur (50) und anschließend durch die Drehmitnahmekontur (42) in Richtung der zweiten Stellung verdrängbar oder/und in der erreichten Stellung abstützbar ist, oder/und mit der das zweite Sperrelement (64) derart zusammenwirkt, dass das zweite Sperrelement (64) ausgehend von der ersten Stellung bei einer Drehung des ersten Laufrings (18) in der ersten Drehrichtung (66) relativ zu dem zweiten Laufring (20) in Richtung der zweiten Stellung verdrängbar ist, wobei das zweite Sperrelement (64) bei einer Drehung des ersten Laufrings (18) in der ersten Drehrichtung (66) relativ zu dem zweiten Laufring (20) besonders bevorzugt durch die Stellkontur (50) unter Vermeidung eines Kontakts mit der Drehmitnahmekontur (42) oder zunächst durch die Stellkontur (50) und anschließend durch die Drehmitnahmekontur (42) in Richtung der zweiten Stellung verdrängbar oder/und in der erreichten Stellung abstützbar ist.
Freilauf (2) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Sperrelement (62) oder/und das zweite Sperrelement (64) einen in radialer Richtung (10) hervorstehenden Stützansatz (78) aufweist, über den das erste Sperrelement (62) oder/und das zweite Sperrelement (64) mit der Stellkontur (50) zusammenwirkt, wobei der hervorstehende Stützansatz (78) bezogen auf die Ausdehnung des jeweiligen Sperrelements (62; 64) oder des ersten Stützabschnitts (70) in axialer Richtung (4, 6) vorzugsweise relativ zu der Mitte versetzt oder außermittig an dem ersten oder/und zweiten Sperrelement (62; 64), besonders bevorzugt an dem ersten Stützabschnitt (70), angeordnet ist.
Freilauf (2) nach einem der Ansprüche 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Stellkontur (50) und die Drehmitnahmekontur (42) als Verzahnungen mit mehreren in Umfangsrichtung (12, 14) voneinander beabstandeten Zähnen ausgebildet sind, wobei die Zähne der Stellkontur (50) vorzugsweise eine erste Zahnflanke (56), die eine geringere Steigung als die Zahnflanken (52, 54) der Zähne der Drehmitnahmekontur (42) aufweisen, besonders bevorzugt eine abgewandte zweite Zahnflanke (58) mit einer größeren Steigung als die erste Zahnflanke (56) und gegebenenfalls einen die erste und zweite Zahnflanke (56, 58) miteinander verbindenden langgestreckten äußeren Konturabschnitt (60) aufweisen.
Freilauf (2) nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Stellkontur (50) einen mit dem ersten Sperrelement (62) zusammenwirkenden ersten Stellkonturabschnitt (46) und einen in axialer Richtung (4; 6) neben dem ersten Stellkonturabschnitt (46) angeordneten, mit dem zweiten Sperrelement (64) zusammenwirkenden zweiten Stellkonturabschnitt (48) aufweist, wobei der erste Stellkonturabschnitt (46) und der zweite Stellkonturabschnitt (48) vorzugsweise dieselben Konturen aufweisen, die jedoch einander entgegengesetzt in Umfangsrichtung (12, 14) orientiert sind, und besonders bevorzugt an zwei separat voneinander ausgebildeten, gegebenenfalls baugleichen, Stellkonturringen (30, 32) vorgesehen sind.
Freilauf (2) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Verstelleinrichtung (82) zum Verschwenken des mindestens einen ersten Sperrelements (62) oder/und des mindestens einen zweiten Sperrelements (64) vorgesehen ist, wobei die Verstelleinrichtung (82) vorzugsweise mindestens einen Verstellring (84; 86) an dem ersten Laufring (18) aufweist, der relativ zu dem ersten Laufring (18) verdrehbar ist und besonders bevorzugt mit dem in axialer Richtung (4; 6) hervorstehenden zweiten Stützabschnitt (76) zusammenwirkt, der sich gegebenenfalls in eine Verstellöffnung (90) in dem Verstellring (84; 86) erstreckt oder/und gegebenenfalls mit einer Verstellkontur (92) des Verstellrings (84; 86) zusammenwirkt, oder/und das erste Sperrelement (62) oder/und das zweite Sperrelement (64) vorzugsweise in die erste Stellung vorgespannt sind, besonders bevorzugt mittels eines Federelements (80), wobei mindestens ein Federelement (80) sowohl ein erstes Sperrelement (62) als auch ein zweites Sperrelement (64) in die erste Stellung vorspannt.