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Die Erfindung betrifft einen Aktuator mit axialer Betätigung für einen schaltbaren Freilauf sowie einen schaltbaren Freilauf mit einem solchen Aktuator gemäß dem Oberbegriff der unabhängigen Patentansprüche.
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Bei einer Vielzahl von Getriebekonzepten werden die zu schaltenden Gänge mit Hilfe von mindestens einer Kupplung sowie mindestens einem Synchronisationsmechanismus geschaltet. Um einen Gang während der Fahrt einlegen zu können, wird zunächst durch das Betätigen der Kupplung der Antriebsmotor von der Eingangswelle des Getriebes getrennt. Anschließend wird die Drehzahl der Eingangswelle auf die Drehzahl des gewählten Gangrades synchronisiert. Erst dann wird eine formschlüssige Verbindung zwischen der Eingangswelle und dem Gangrad hergestellt.
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Dieser Vorgang ist in automatisierten Schaltgetrieben insofern kritisch, als dass bei einem Schaltvorgang der Antriebsmotor, insbesondere ein Verbrennungsmotor, von der Eingangswelle des Getriebes getrennt wird. Dementsprechend wird im entkoppelten Betriebszustand keine Leistung über das Getriebe übertragen. Es entsteht eine sogenannte Zugkraftunterbrechung, welche sich beim Fahrer durch eine komfortbeeinflussende Längsdynamikschwingung auswirkt.
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In manuellen Schaltgetrieben ist dieser Vorgang weniger kritisch, da der Fahrer manuell den Schaltvorgang veranlasst und sich auf die Zugkraftunterbrechung einstellen kann. In automatisierten Getriebekonzepten wird der Fahrer mehr oder weniger durch die schaltungsbedingten Längsdynamikschwingungen überrascht. Deutlich zu spüren ist dies bei automatisierten manuellen Schaltgetrieben. Bei einem Doppelkupplungsgetriebe kann dieses Problem durch die Doppelkupplung prinzipiell gelöst werden, da das Getriebe in zwei Teilgetriebe aufgeteilt wird und durch die Doppelkupplung ein Überblenden zwischen den beiden Teilgetrieben ohne Zugkraftunterbrechung möglich ist. Diese Überblendung kann auch unter Last erfolgen.
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Bei Getriebekonzepten von Elektro- und Hybridfahrzeugen mit mehr als einem Gang kann das Problem auftreten, dass während des Schaltvorgangs eine Zugkraftunterbrechung eintreten kann. Im Falle der Hybridfahrzeuge kann abhängig vom Getriebekonzept während des Schaltvorgangs der Verbrennungsmotor zugeschaltet werden, um die Zugkraftunterbrechung zu kompensieren.
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Im Falle von Elektrofahrzeugen muss ein spezielles Getriebekonzept vorgesehen werden, damit eine zugkraftunterbrechungsfreie Schaltung in einem mehrgängigen Getriebe realisiert werden kann. Eine Möglichkeit, eine Lastschaltung umzusetzen, ist die Integration einer Kupplung in Kombination mit einem konventionellen Schaltelement. Im Speziellen kann hierzu ein schaltbarer Freilauf verwendet werden, welcher aber ein bestimmtes Design erfordert, um im Antriebsstrang eine Rekuperation zu ermöglichen.
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Aus der
DE 10 2015 201 403 A1 sind eine Rücklaufsperre sowie ein Verteilergetriebe mit einer solchen Rücklaufsperre bekannt, welche einen drehbeweglichen Innenring, einen stationär festgelegten Außenring sowie einen zwischen dem Innenring und dem Außenring angeordneten Käfig aufweist. Dabei werden durch den Käfig mehrere Rollenpaare geführt, wobei zwischen den beiden Rollen des jeweiligen Rollenpaares mindestens ein Federelement angeordnet ist. Dabei ist an der Außenumfangsfläche des Innenrings mindestens ein radial nach außen ausgebildeter Nocken angeordnet, der in eine im Käfig ausgeformte Nut eingreifen kann. Dabei wird eine Kupplung, also eine Rücklaufsperre durch eine umfangsgerichtete Drehung des Käfigs erreicht.
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Aus der
DE 10 2009 051 074 A1 ist ein schaltbarer Freilauf bekannt, welcher einen drehbar gelagerten Gehäuseabschnitt mit einer inneren Klemmfläche aufweist. Der schaltbare Freilauf weist ferner einen Innenring mit der Klemmfläche des Gehäuseabschnitts zugewandten Klemmrampen auf. In dem Freilauf sind in einem Spaltraum zwischen den Klemmrampen und den Klemmflächen paarweise angeordnete Klemmkörper positioniert, welche über eine von Federelementen ausgeübte Federkraft in ihrer den Gehäuseabschnitt in beide Drehrichtungen klemmenden Klemmposition gehalten sind. Dabei sind zwei Schaltringe mit über den Umfang verteilten Schaltfingern vorgesehen, die über Stellmittel derart entgegengesetzt zueinander verdreht werden können, dass alle Klemmkörper aus ihrer Klemmposition lösbar sind und die Drehbarkeit des Gehäuseabschnitts gleichzeitig in beide Drehrichtungen freischaltbar ist.
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Nachteilig an dieser Lösung ist jedoch, dass der Verstellmechanismus und der zur Verstellung notwendige Aktuator vergleichsweise komplex sind. Weiterhin ist mit dieser Lösung kein Verstellen in einem voll rotativen System möglich, bei dem sich sowohl der Innenring als auch der Außenring drehen.
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Aufgabe der Erfindung ist es, einen alternativen Aktuator für einen schaltbaren Freilauf vorzuschlagen, welcher eine einfache Verstellung mit geringen Verstellkräften ermöglicht und den Freilauf dabei zwischen unterschiedlichen Betriebszuständen umschaltet.
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Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch einen Aktuator zur axialen Betätigung eines schaltbaren Freilaufs, umfassend einen Aktuierungsring, eine Vorspannfeder und einen Verstellring, gelöst. Dabei ist an dem Verstellring mindestens ein erster Mitnehmer ausgebildet, welcher in axialer Richtung über die Grundfläche des Verstellrings vorsteht, wobei der erste Mitnehmer formschlüssig in einer Ausnehmung eines Käfigs des schaltbaren Freilaufs aufnehmbar ist, um eine Verdrehung des Käfigs relativ zu einem Innenring oder einem Außenring des schaltbaren Freilaufs zu ermöglichen. Durch einen erfindungsgemäßen Aktuator kann ein Schaltvorgang sowohl ohne Last als auch unter Last erfolgen. Durch eine Betätigung des Aktuators wird der Aktuierungsring in Richtung des Käfigs verschoben und greift in den Käfig ein, um diesen relativ zu dem Innenring oder dem Außenring des schaltbaren Freilaufs zu verdrehen. Die Schaltung erfolgt im Stillstand ohne zeitlichen Versatz oder unter Drehzahl, nachdem der Freilauf drehmomentenfrei ist und die aktiven Klemmrollen aus der Klemmung gehen. Dabei wird der Käfig des schaltbaren Freilaufs in eine Mittenstellung, bezogen auf die Klemmrampen am Innen- oder Außenring, gedreht. Erst jetzt ist der Antriebstrang vom Antrieb getrennt. Dabei dient die Vorspannfeder als eine Art Energiespeicher, welche nach der Aktivierung des Aktuators die Energie zwischenspeichert und den Schaltvorgang ausführt, sobald der schaltbare Freilauf drehmomentfrei ist. Die Betätigungsgeschwindigkeit und die Kräfte dieses Aktuators können vergleichsweise gering sein, da die Betätigung des Aktuators und somit die Aktivierung der Freilauffunktion auch schon vor dem eigentlichen Schaltvorgang erfolgen kann. Ferner kann ein solcher Aktuator einfach, kostengünstig und platzsparend in einen schaltbaren Freilauf integriert werden.
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Durch die in den abhängigen Ansprüchen aufgeführten Merkmale sind vorteilhafte Verbesserungen und Weiterentwicklungen des im unabhängigen Anspruch angegebenen Aktuators möglich.
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In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass zwischen dem Verstellring und dem Käfig eine Rückstellfeder angeordnet ist. Durch die Rückstellfeder können der Aktuatorring und der Verstellring ohne einen zusätzlichen weiteren Aktuator auf einfache Art und Weise zurück in ihre Ausgangslage verschoben werden.
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In einer vorteilhaften Ausführungsform des Aktuators ist vorgesehen, dass der Aktuator ein vorzugsweise elektrisch aktivierbares Aktuierungselement, insbesondere ein elektrisches oder elektronisches Schaltelement umfasst, welches eine axiale Verschiebung des Aktuierungsrings und/oder des Verstellrings bewirkt. Durch ein in axialer Richtung wirkendes Aktuierungselement kann auf vergleichsweise einfache und kostengünstige Art und Weise eine Schaltung des schaltbaren Freilaufs erfolgen. Dabei erfolgt durch eine Aktivierung des Stellelements eine axiale Verschiebung des Aktuatorrings in Richtung des Käfigs, wodurch die ersten Mitnehmer weiter in die Ausnehmungen am Käfig eingeschoben und durch einen geeigneten Verstellmechanismus eine Verdrehung des Verstellrings relativ zum Innenring des schaltbaren Freilaufs bewirkt.
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In einer vorteilhaften Ausführungsform des Aktuators ist vorgesehen, dass an dem Verstellring mehrere, vorzugsweise gleichmäßig über den Umfang des Verstellrings verteilte erste Mitnehmer angeordnet sind. Durch mehrere über den Umfang verteilte erste Mitnehmer können die auf den jeweiligen Mitnehmer wirkenden Kräfte reduziert werden, wodurch die Mitnehmer im Vergleich zu einem einzelnen Mitnehmer kleiner ausgeführt werden können. Zudem kann durch mehrere erste Mitnehmer eine bessere Führung zwischen dem Verstellring und dem Käfig erreicht werden, wodurch die Gefahr eines Klemmens durch ein Verkippen des Verstellrings minimiert wird.
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In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass an dem Verstellring ein zweiter Mitnehmer, insbesondere eine Rampenkontur, ausgebildet ist, welcher eine von dem ersten Mitnehmer abweichende Geometrie aufweist, wobei der zweite Mitnehmer mit einer Rampenkontur am Innenring in Wirkverbindung steht ausgebildet ist, wobei ein axiales Einschieben des Verstellrings eine Verdrehung des Verstellrings durch diese Rampenkontur bewirkt. Durch einen zweiten Mitnehmer ist eine einfache Verdrehung des Käfigs relativ zum Innenring oder relativ zum Außenring möglich. Dabei steht der zweite Mitnehmer vorzugsweise mit einer Rampenkontur am Innenring des schaltbaren Freilaufs in Wirkverbindung, welche bei einem axialen Einschieben oder Ausziehen aus dem Käfig eine Verdrehung des Käfigs relativ zu dem Innenring oder Außenring des schaltbaren Freilaufs bewirkt. Somit ist ein einfaches Umschalten zwischen den unterschiedlichen Betriebszuständen des schaltbaren Freilaufs mit nur einem elektrischen oder hydraulischen Schaltelement möglich. Ferner kann bei einem voll-rotativen Freilauf, bei dem sich sowohl der Innenring als auch der Außenring drehen auf einen komplexen Verstellmechanismus mit einem Mehr-Wellen-Getriebe verzichtet werden.
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In einer weiteren Verbesserung der Erfindung ist vorgesehen, dass an dem Aktuator eine Zerfallsicherung, insbesondere ein Sicherungsring, vorgesehen ist. Durch eine Zerfallsicherung kann die Montage des schaltbaren Freilaufs erleichtert werden. Insbesondere ermöglicht die Zerfallsicherung eine Montage in einer Einbaulage, bei welcher der Aktuierungsring ohne Zerfallsicherung aufgrund der Schwerkraft oder der Vorspannung der Vorspannfeder und/oder der Sicherungsfeder vom schaltbaren Freilauf abfallen würden.
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Erfindungsgemäß wird ein schaltbarer Freilauf mit einem Außenring, einem relativ zum Außenring verdrehbaren Innenring sowie mit einem Käfig vorgeschlagen, welcher zwischen dem Außenring und dem Innenring angeordnet ist. Der schaltbare Freilauf umfasst mindestens ein Klemmkörperpaar, welches durch eine Feder verbunden ist, wobei an einem der Ringe, insbesondere am Innenring, mindestens eine Klemmrampe für einen Klemmkörper ausgebildet ist, welche in radialer Richtung in Richtung des Käfigs über die Grundfläche des jeweiligen Rings vorsteht. Dabei ist ein erfindungsgemäßer Aktuator vorgesehen, um den Käfig relativ zum Innenring oder relativ zum Außenring zu verdrehen. Dabei werden die Klemmkörper derart zu den Klemmrampen positioniert, dass sich eine Sperrwirkung ergibt. Dadurch können die Klemmkörper mit dem Außenring in Klemmung gehen und ein Moment übertragen. Die entgegengesetzten Rampen werden gleichzeitig bei der Schaltung gesperrt, sodass die Klemmkörper auf eine Parkposition gebracht werden und am Innenring anliegen. Bei einer Drehrichtungsumkehr werden die entgegengesetzten Rampen freigegeben und die aktuellen Rampen gesperrt. Somit kann der schaltbare Freilauf in beide Richtungen sperren.
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In einer bevorzugten Ausführungsform des schaltbaren Freilaufs ist vorgesehen, dass der Aktuator drehbar auf dem Innenring des schaltbaren Freilaufs gelagert ist. Dadurch ist eine besonders einfache Aktuatorik zum Aktivieren des Aktuators über eine Phasenverstellung möglich, selbst wenn sich sowohl der Innenring als auch der Außenring des schaltbaren Freilaufs drehen. Somit kann auf eine komplexe Verstellmechanik wie ein Mehrwellengetriebe verzichtet werden.
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In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass der Käfig durch den Aktuator derart gehalten oder verdreht wird, dass in einer ersten Schaltstellung des Aktuators eine Freilauffunktion im Uhrzeigersinn ermöglicht und gegen den Uhrzeigersinn gesperrt ist, in einer zweiten Schaltstellung eine Freilauffunktion in beide Drehrichtungen, insbesondere eine Freilauffunktion ohne Verlustreibung, ermöglicht ist und in einer dritten Schaltstellung eine Freilauffunktion entgegen dem Uhrzeigersinn ermöglicht und im Uhrzeigersinn gesperrt ist. Dabei wird der Käfig durch den Aktuator in eine erste Richtung verdreht. Die Aktuierung kann dabei mehrstufig in Abhängigkeit der axialen Verschiebung erfolgen, wodurch auf einfache Art und Weise zwischen den unterschiedlichen Betriebszuständen des schaltbaren Freilaufs umgeschaltet werden kann. Ein weiterer Vorteil ergibt sich daraus, dass in der zweiten Schaltstellung, in der in beide Drehrichtungen eine Freilauffunktion realisiert ist, keine Verlustleistung erzeugt wird, da die Klemmkörper vollständig vom Außenring getrennt werden.
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In einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass der Aktuierungsring bei einem Schaltvorgang unter Last die Vorspannfeder derart vorspannt, dass nach dem Lösen der Klemmung des schaltbaren Freilaufs ein Schaltvorgang erfolgt. Wird der Aktuator unter Last betätigt, wird der Aktuator durch die Vorspannfeder vorgespannt. Der Aktuierungsring wird in Richtung des Verstellrings gedrückt und somit die Vorspannfeder vorgespannt. Es entsteht ein mechanischer Energiespeicher, wodurch eine Vorauswahl für die nächste Schaltposition getroffen werden kann. Die Schaltung selbst erfolgt erst dann, wenn der schaltbare Freilauf drehmomentfrei ist und die Klemmkörper aus der Klemmung gehen.
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Die verschiedenen in dieser Anmeldung genannten Ausführungsformen der Erfindung sind, sofern im Einzelfall nicht anders ausgeführt, mit Vorteil miteinander kombinierbar.
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Die Erfindung wird im Folgenden anhand bevorzugter Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren erläutert. Gleiche Bauteile oder Bauteile mit gleicher Funktion sind dabei mit den gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet. Dabei zeigen:
- 1 ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Aktuators für einen schaltbaren Freilauf in einer Explosionsdarstellung;
- 2 einen erfindungsgemäßen Aktuator in weiteren Ansichten; und
- 3 einen schaltbaren Freilauf mit einem solchen Aktuator in einer Explosionsdarstellung sowie in einer dreidimensionalen Darstellung.
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In 1 ist ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Aktuators 13 für einen schaltbaren Freilauf 1 in einer Explosionsdarstellung gezeigt. Der Aktuator 13 umfasst einen Aktuierungsring 15, eine Vorspannfeder 16 und einen Verstellring 17. An dem Verstellring 17 sind über den Umfang des Verstellrings 17 angeordnete erste Mitnehmer 19 ausgebildet, welche aus einer Grundfläche des Verstellrings 17 in axialer Richtung vorstehen und formschlüssig in Ausnehmungen 22 an dem Käfig 3 aufgenommen sind. An dem Aktuierungsring 15 sind in axialer Richtung über die Grundfläche des Aktuierungsrings 15 vorstehende Verbindungselemente 23 in Form von Rastnasen ausgebildet, mit welchen der Aktuierungsring 15 mit dem Verstellring 17 verbunden werden kann. Zwischen dem Aktuierungsring 15 und dem Verstellring 17 ist eine Vorspannfeder 16 angeordnet, welche bei einer Betätigung eines nicht dargestellten Schaltelements durch eine axiale Verschiebung des Aktuierungsrings 15 vorgespannt wird. Zwischen dem Verstellring 17 und dem Käfig 3 ist eine Rückstellfeder 18 angeordnet, welche ebenfalls durch eine Betätigung des Schaltelements und einer daraus folgenden axialen Verschiebung des Aktuierungsrings 15 und des Verstellrings 17 vorgespannt wird. Der Aktuator 13 ist drehbar auf dem Innenring 7 des schaltbaren Freilaufs 1 gelagert und dreht sich mit gleicher Geschwindigkeit wie dieser Innenring 7 mit. Der Aktuator 13 weist eine Zerfallsicherung in Form eines Sicherungsrings 14 auf.
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2 zeigt weitere Ansichten eines erfindungsgemäßen Aktuators 13. Dabei ist zu erkennen, das an dem Verstellring 17 sowohl erste Mitnehmer 19 ausgebildet sind, welche in die Ausnehmungen 22 am Käfig 3 eingreifen als auch mindestens ein zweiter Mitnehmer 20 ausgebildet ist, welcher mit einer Rampenkontur 21 am Innenring 7 des schaltbaren Freilaufs 1 in Wirkverbindung treten kann, um den Käfig 3 relativ zum Innenring 7 zu verdrehen und somit ein Umschalten zwischen den unterschiedlichen Schaltpositionen des schaltbaren Freilaufs 1 zu ermöglichen.
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In 3 ist ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen schaltbaren Freilaufs 1 mit einem solchen Aktuator 13 in einer Explosionsdarstellung und in einer dreidimensionalen Darstellung gezeigt. Der schaltbare Freilauf 1 umfasst einen Außenring 2 und einen Innenring 7, welche relativ zueinander verdrehbar sind. Der schaltbare Freilauf 1 umfasst ferner einen Käfig 3, welcher in radialer Richtung zwischen dem Innenring 7 und dem Außenring 2 angeordnet ist und mehrere Klemmkörperpaare 5, 6, führt. Dabei umfasst jedes Klemmkörperpaar 5, 6 einen ersten Klemmkörper 5, insbesondere eine erste Klemmrolle, und einen zweiten Klemmkörper 6, insbesondere eine zweite Klemmrolle, welche über eine Feder 4 miteinander verbunden sind. Alternativ können die Klemmkörper 5, 6 auch über einzelne Federn 4 am Käfig 3 abgestützt sein. An dem Innenring 7 sind mehrere Klemmrampen 8, 9, welche die Grundfläche und die Mantelfläche des Innenrings 7 verbinden, ausgebildet. Zwischen den Klemmrampen 8, 9 sind an einer Anschlagkontur 12 jeweils zwei weitere Rampen 10, 11 ausgebildet, welche ein Klemmen der Klemmkörper 5, 6 entgegengesetzt zu ihrer Klemmrichtung, also in Freilaufrichtung, verhindern. An dem Käfig 3 sind Ausnehmungen 22 ausgeformt, in welche die ersten Mitnehmer 19 des Verstellrings 17 des Aktuators 13 eingreifen und somit eine formschlüssige Verbindung zwischen dem Verstellring 17 und dem Käfig 3 herstellen. Der Aktuator 13 umfasst ferner einen Aktuierungsring 15, welcher über Verbindungselemente 23, insbesondere über Rastnasen, mit dem Verstellring 17 verbunden ist. Zwischen dem Aktuierungsring 15 und dem Verstellring 17 ist eine Vorspannfeder 16 angeordnet, welche bei einer Betätigung eines Schaltelements eine Vorspannung des Aktuators 13 bewirkt. Zwischen dem Verstellring 17 und dem Käfig 3 ist eine Rückstellfeder 18 angeordnet, welche den Verstellring 17 entgegen der Kraft des Schaltelements wieder in seine Ausgangslage zurückdreht.
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Der Verstellring 17 greift in die Ausnehmungen 22 des Käfigs 3 ein, um dessen Verdrehung zu ermöglichen. Bei einer Betätigung des Aktuators 13 wird der Käfig 3 in Bezug zum Innenring 7 in einer ersten Richtung verdreht. Die Steuerung dieser Drehung erfolgt durch die Rampenkontur 21. Durch eine Verdrehung des Käfigs 3 wird in einer ersten Schaltstellung eine Freilauffunktion in eine erste Drehrichtung bei gleichzeitiger Sperrung der Drehung entgegen der ersten Drehrichtung aktiviert. In einer zweiten Schaltstellung wird eine Freilauffunktion in beide Drehrichtungen aktiviert. In einer dritten Schaltstellung wird eine Freilauffunktion in einer zweiten Drehrichtung, welche entgegengesetzt der ersten Drehrichtung orientiert ist, aktiviert, während eine Drehung in die erste Drehrichtung gesperrt ist.
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Beim Lösen der Betätigung oder bei nicht betätigtem Aktuator 13 wird der Käfig 3 durch die Rückstellfeder 18 in Bezug zum Innenring 7 in eine entgegengesetzte Richtung verdreht. Dabei werden die unterschiedlichen Schaltstellungen in entgegengesetzter Reihenfolge durchlaufen.
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Die Betätigung des Aktuators 13 kann ohne Last oder unter Last erfolgen. Wird der Aktuator 13 ohne Last betätigt, so wird er in Richtung des Käfigs 3 verschoben. Dabei spannt sich die Rückstellfeder 18. Über die Rampenkontur 21 des Innenrings 7 und dem zweiten Mitnehmer 20 am Verstellring 17 wird der Aktuator 13 relativ zum Innenring 7 verdreht. Auf diese Art und Weise kann zwischen den unterschiedlichen Schaltstellungen des schaltbaren Freilaufs 1 umgeschaltet werden. Die Schaltung erfolgt dabei im lastfreien Betriebszustand unmittelbar.
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Wird der Aktuator 13 unter Last betätigt, so befinden sich die Klemmrollen 5, 6 in Klemmung und der Käfig 3 kann nicht unmittelbar verdreht werden. Somit wird bei einem Schaltvorgang unter Last zunächst die Vorspannfeder 16 vorgespannt. Der Aktuierungsring 15 wird dazu in Richtung des Verstellrings 17 gedrückt und spannt somit die Vorspannfeder 16 vor. Es entsteht ein mechanischer Energiespeicher. Somit kann eine Vorauswahl für die nächste Schaltposition getroffen werden. Die Schaltung selbst erfolgt erst, nachdem das Drehmoment weggenommen wurde und die Klemmkörper 5, 6 aus der Klemmung gehen.
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Durch eine Betätigung des Aktuators 13 wird somit zwischen den drei Schaltstellungen des schaltbaren Freilaufs 1 und den damit verbundenen Positionen des Käfigs 3 umgeschaltet. Dabei muss der Aktuator 13 in der jeweiligen Position durch das Schaltelement gehalten werden. Somit können mit nur einem Aktuator 13 und einem Schaltelement drei verschiedene Betriebszustände in einem schaltbaren Freilauf 1 realisiert werden.
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Das Lösen der Betätigung des Aktuators 13 kann ebenfalls ohne Last oder unter Last erfolgen.
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Wird der Aktuator 13 ohne Last gelöst, so wird er durch die Rückstellfeder 18 in die entgegengesetzte Richtung verschoben. Über die Rampenkontur 21 am Innenring 7 und den zweiten Mitnehmern 20 wird der Aktuator 13 relativ zum Innenring 7 verdreht. Somit können die unterschiedlichen Schaltpositionen in entgegengesetzter Reihenfolge zur Aktivierung geschaltet werden. Der Schaltvorgang erfolgt im lastfreien Betriebszustand des Freilaufs 1 unmittelbar.
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Wird die Betätigung des Aktuators 13 unter Last gelöst, wird der Aktuator 13 zunächst in der aktuellen Position gehalten. Es kann somit eine Vorauswahl der nächsten Schaltposition getroffen werden. Der Schaltvorgang selbst erfolgt über die Rückstellfeder 18, nachdem das Drehmoment weggenommen wurde und die Klemmkörper 5, 6 aus der Klemmung gehen.
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Vorteilhaft für diesen Aktuator 13 ist, dass die Betätigungsgeschwindigkeit und die Kraft des Aktuators 13 nicht sehr hoch sein müssen, da die Betätigung des Aktuators 13 und somit die Aktivierung des nächsten Betriebszustandes auch schon vor dem eigentlichen Schaltvorgang erfolgen kann.
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Der Aufbau des vorgeschlagenen Aktuators 13 ist insoweit vorteilhaft, als dass er in einen schaltbaren Freilauf 1 integriert werden kann und somit Bauraum und Kosten eingespart werden können. Weiterhin vorteilhaft ist, dass mit dieser Lösung ein Verstellen in einem voll-rotativen System möglich ist, bei dem sich sowohl der Außenring 2 als auch der Innenring 7 des schaltbaren Freilaufs 1 drehen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Schaltbarer Freilauf
- 2
- Außenring
- 3
- Käfig
- 4
- Feder
- 5
- Erster Klemmkörper
- 6
- Zweiter Klemmkörper
- 7
- Innenring
- 8
- Erste Klemmrampe
- 9
- Zweite Klemmrampe
- 10
- Rampe
- 11
- Rampe
- 12
- Anschlagkontur
- 13
- Aktuator
- 14
- Sicherungsring
- 15
- Aktuierungsring
- 16
- Vorspannfeder
- 17
- Verstellring
- 18
- Rückstellfeder
- 19
- Erster Mitnehmer
- 20
- Zweiter Mitnehmer
- 21
- Rampenkontur
- 22
- Ausnehmung
- 23
- Verbindungselement
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102015201403 A1 [0007]
- DE 102009051074 A1 [0008]
