DE102019200683A1

DE102019200683A1 - Schaltbare Freilaufkupplung mit elektromagnetischem Aktor und direkt wirkender Rastfingeranordnung, die einen aktiven Rastfinger und eine Rastfingervorspannanordnung aufweist

Info

Publication number: DE102019200683A1
Application number: DE102019200683.3A
Authority: DE
Inventors: Adrian C. Cioc; Stephen Yang
Original assignee: Magna Powertrain Inc; Magna Powertrain of America Inc
Current assignee: MAGNA POWERTRAIN INC., CA
Priority date: 2018-01-23
Filing date: 2019-01-21
Publication date: 2019-07-25
Also published as: CN110067821A; CN110067821B

Abstract

Eine steuerbare Freilaufkupplungsanordnung mit einem Kupplungsmodul und einem Aktormodul, das an einem ersten Kupplungsglied des Kupplungsmoduls angebracht ist. Das Aktormodul enthält einen elektromagnetischen Aktor, der mit einer erregbaren Spulenanordnung ausgestattet ist, einen als Reaktion auf Erregung der Spulenanordnung aus einer freigegebenen Position in eine gesperrte Position bezüglich an einem zweiten Kupplungsglied des Kupplungsmoduls ausgebildeten Ratschenzähnen beweglichen Rastfinger und eine den Rastfinger zu seiner freigegebenen Position vorspannende Rastfingerfeder. Die Rastfingerfeder ist zur Bereitstellung eines Kippsicherungsmerkmals konfiguriert.

Description

GEBIET
Die vorliegende Offenbarung betrifft allgemein Überholkupplungsvorrichtungen, wie zum Beispiel Freilaufkupplungen und -bremsen. Insbesondere bezieht sich die vorliegende Offenbarung auf schaltbare Freilaufkupplungsvorrichtungen (SOWC-Vorrichtungen, SOWC - Selectable One-Way Coupling) und/oder elektrisch gesteuerte Freilaufkupplungsvorrichtungen (EOWC-Vorrichtungen, EOWC - Electrically-Controlled One-Way Coupling) mit einem elektromagnetischen Aktor und einer direkt wirkenden Rastfingeranordnung, die einen aktiven Rastfinger und eine Rastfingervorspannanordnung aufweist, die ein Kippsicherungsmerkmal bereitstellen.
HINTERGRUND
Dieser Abschnitt stellt die vorliegende Offenbarung betreffende Hintergrundinformationen bereit, bei denen es sich nicht zwangsweise um den Stand der Technik handelt.
Automatikgetriebe stellen mehrere Vorwärts- und Rückwärtsgangübersetzungen oder -gangstufen durch selektives Betätigen einer oder mehrerer Kupplungen und Bremsen zur Herstellung einer Drehmoment übertragenden Antriebsverbindung zwischen einer Getriebeeingangskomponente und einer Getriebeausgangskomponente zur Zuführung von Antriebskraft (das heißt Antriebsmoment) von einem Antriebsstrang zu einem Triebstrang in einem Kraftfahrzeug bereit. Eine bei Automatikgetrieben weit verbreitete Art von Bremse oder Kupplung ist eine Überholkupplungsvorrichtung, die gemeinhin als Freilaufkupplung (OWC - One-Way Clutch) bezeichnet wird. Die Freilaufkupplung wird in einem Freilaufmodus betrieben, wenn sich einer ihrer Ringe (bei einer radialen Kupplungskonfiguration) oder eine ihrer Treibscheiben (bei einer axialen Kupplungskonfiguration) in einer ersten (das heißt Freilauf-)Richtung bezüglich des anderen Rings oder der anderen Treibscheibe dreht. Die Freilaufkupplung wird hingegen in einem gesperrten Modus betrieben, wenn einer ihrer Ringe oder Treibscheiben versucht, sich bezüglich des anderen Rings oder der anderen Treibscheibe in einer zweiten (das heißt Sperr-)Richtung zu drehen. In der Regel ist ein Sperrglied, gemeinhin als Rastfinger bezeichnet, das bzw. der der Freilaufkupplung zugeordnet ist, zwischen einer nicht ausgebrachten Position zur Herstellung des Freilaufmodus und einer ausgebrachten Position zur Herstellung des gesperrten Modus beweglich. Der Rastfinger wird gemeinhin durch eine Rastfingerfeder zu einer seiner beiden verschiedenen Positionen vorgespannt. Solche herkömmlichen Freilaufkupplungen stellen keine unabhängige Steuerung über ihre Betriebsmodi, das heißt darüber, ob sie in beiden Richtungen sperren oder freilaufen, bereit und werden gemeinhin als „passive“ Freilaufkupplungen bezeichnet. Somit stellen einfache Freilaufkupplungen basierend auf der Richtung, in der das Antriebsmoment an den Eingangsring oder die Treibscheibe angelegt wird, den gesperrten Modus in einer Drehrichtung und den Freilaufmodus in der entgegengesetzten Richtung bereit.
Es gibt bei modernen Automatikgetrieben jedoch Anforderungen, bei denen eine „steuerbare“ Überholkupplungsvorrichtung oder eine Freilaufkupplung, die gemeinhin entweder als schaltbare Freilaufkupplung (SOWC - Selectable One-Way Clutch) oder elektrisch gesteuerte Freilaufkupplung (EOWC - Electrically-Controlled One-Way Clutch) bezeichnet wird, zur Bereitstellung zusätzlicher funktionaler Betriebsmodi gesteuert werden kann. Insbesondere kann eine steuerbare Freilaufkupplung ferner dazu in der Lage sein, einen Freilaufmodus in beiden Drehrichtungen zu erzeugen, bis ein Befehlssignal (das heißt, von der Getriebesteuerung) bewirkt, dass ein fremdkraftbetätigter Aktor die Kupplungsvorrichtung in ihren Sperrmodus schaltet, indem er den Rastfinger in seine ausgebrachte Position bewegt. Somit kann eine steuerbare Freilaufkupplung dazu in der Lage sein, eine Antriebsverbindung zwischen einem Eingangsglied und einem Ausgangsglied in einer oder beiden Drehrichtungen bereitzustellen und kann des Weiteren möglicherweise dahingehend betrieben werden, in einer oder beiden Richtungen freizulaufen. Weiterhin ist bei modernen Automatikgetrieben bekannt, eine passive Freilaufkupplung und eine steuerbare Freilaufkupplung zu einer kombinierten Kupplungsvorrichtung, die gemeinhin als bidirektionale Kupplung bezeichnet wird, zu integrieren.
In einigen Fällen verwenden die in Automatikgetrieben installierten steuerbaren Freilaufkupplungen einen hydraulischen Aktor zum selektiven Betätigen der Überholkupplung und zum Schalten zwischen den zur Verfügung stehenden Betriebsmodi. Beispiele für herkömmliche steuerbare Freilaufkupplungen, die hydraulisch betätigt werden, werden in den US-PS 6,290,044, 8,079,453 und 8,491,439 offenbart. Es ist auch bekannt, einen elektromechanischen Aktor mit der elektrisch gesteuerten Freilaufkupplung zu verwenden, wobei ein Beispiel dafür in der US-PS 8,196,724 offenbart wird. Als eine weitere Alternative hat sich die Entwicklung in letzter Zeit auf elektromagnetische Aktoren zur Verwendung mit elektrisch gesteuerten Freilaufkupplungen gerichtet, wobei Beispiele dafür in den US-PS 8,276,725 und 8,418,825 offenbart werden. In vielen elektromagnetischen Aktoren wird ein kipphebelartiger Rastfinger als Reaktion auf eine Erregung einer Spulenanordnung aus seiner nicht ausgebrachten Position in seine ausgebrachte Position geschwenkt. Bei einigen solcher elektrisch gesteuerten Freilaufkupplungen wird eine „direkte“ Rastfingerbetätigungskonfiguration verwendet, so dass der Rastfinger Teil des Magnetkreises ist und seine Schwenkbewegung durch eine durch Erregung der Spulenanordnung direkt an den Rastfinger angelegte Anziehungskraft verursacht wird. Deshalb ist eine genaue Steuerung des zwischen dem Kern/Polstück der Spulenanordnung und dem magnetischen Rastfinger hergestellten Luftspalts erforderlich, um eine stabile und zuverlässige Sperrfunktionalität bereitzustellen. Als Alternative sind einige elektrisch gesteuerte Freilaufkupplungen mit einem elektromagnetischen Aktor ausgestattet, der eine „indirekte“ Rastfingerbetätigungskonfiguration aufweist, bei der eine Zwischenkomponente, wie zum Beispiel ein Anker oder ein Gestänge, dahingehend angeordnet ist, als Reaktion auf eine Erregung der Spulenanordnung eine Schwenkbewegung des nicht magnetischen Rastfingers zu verursachen.
Jeder Rastfinger ist für eine Schwenkbewegung zwischen seiner nicht ausgebrachten und seiner ausgebrachten Position in einer im Kupplungsgehäuse ausgebildeten Rastfingertasche angebracht. Wie angeführt, wird gemeinhin eine Rastfingerfeder verwendet, um den Rastfinger bei Entregung der Spulenanordnung zu seiner nicht ausgebrachten Position vorzuspannen. Bei vielen herkömmlichen Anordnungen nimmt eine in einer Federtasche im Kupplungsgehäuse angebrachte Schraubenfeder den Rastfinger (oder den Anker/das Gestänge bei indirekten Konfigurationen) in Eingriff und übt eine Rückstellkraft auf den Rastfinger aus. Bei anderen Anordnungen wird eine Torsionsfeder verwendet, um den Rastfinger vorzuspannen. In der Regel ist auf einem sich von dem Rastfinger erstreckenden Schwenkzapfen ein gewundener Teil der Torsionsfeder konzentrisch angebracht. Ein erster Lappenteil der Torsionsfeder ist mit dem Rastfinger in Kontakt, während ein zweiter Lappenteil der Torsionsfeder mit dem den Rastfinger schwenkbar stützenden Kupplungsgehäuse in Kontakt ist. Wenn der Rastfinger betätigt wird (das heißt „passiv“ über eine Zentrifugalwirkung oder „aktiv“ über einen fremdkraftbetätigten Aktor), um sich aus seiner nicht ausgebrachten Position in seine ausgebrachte Position zu bewegen, wickelt sich der gewundene Teil der Torsionsfeder um den Schwenkzapfen und stellt ein Rückstellmoment bereit, das dem auf den Rastfinger ausgeübten Betätigungsmoment entgegenwirkt. Wenn eine Rastfingerbetätigung nicht länger erforderlich ist, wird die Torsionsfeder abgewickelt und treibt den Rastfinger in seine nicht ausgebrachte Position zurück.
Ein mit der Verwendung herkömmlicher Torsionsfedern bei Rastfingervorspannanordnungen verbundener bekannter Nachteil hängt mit dem Abstand oder „Versatz“ zwischen dem ersten und dem zweiten Lappenteil zusammen. Insbesondere wenn die Torsionsfeder bei Bewegung des Rastfingers in seine ausgebrachte Position belastet wird, kann es aufgrund der auf die beiden Lappenteile in verschiedenen Ebenen wirkenden tangentialen Lasten zu einer „Kipp-“Wirkung kommen. Somit neigt der gewundene Teil der Torsionsfeder dazu, in erster Linie auf eine Seite des Schwenkzapfens zu wirken, was die Einheitlichkeit der Federrate nachteilig beeinflussen kann. Darüber hinaus kann diese Kippwirkung der Torsionsfeder bewirken, dass sich der erste Lappenteil aus einem kontinuierlichen Kontakt mit dem Rastfinger herausbewegt, was ebenfalls nicht wünschenswert ist.
Obgleich herkömmliche in Kraftfahrzeuganwendungen verwendete Freilaufkupplungen der Rastfingerart alle Anforderungen erfüllen, besteht ein Bedarf nach einer weiteren Entwicklung verbesserter Aktoren und von Rastfingerbetätigungsanordnungen zur Verwendung in steuerbaren Freilaufkupplungen, die Problemen, wie zum Beispiel die oben angeführten, begegnen und sie überwinden und Fortschritte bei ihrer Funktionalität und ihrem Packaging machen.
ZUSAMMENFASSUNG
Dieser Abschnitt stellt eine allgemeine Zusammenfassung der Offenbarung bereit und soll nicht als eine vollständige und umfassende Aufführung aller ihrer Aspekte, Merkmale und Ziele interpretiert werden.
Ein Aspekt der vorliegenden Offenbarung ist die Bereitstellung einer steuerbaren Freilaufkupplungsanordnung, die zur Verwendung in einer Kraftübertragungsvorrichtung ausgeführt ist.
Ein verwandter Aspekt ist die Bereitstellung eines Aktormoduls zur Verwendung mit der steuerbaren Freilaufkupplungsanordnung mit einer direkten oder einer indirekten Betätigungskonfiguration, das zwischen einer beweglichen Betätigungskomponente eines fremdkraftbetätigten Aktors und einem schwenkbeweglichen Sperrelement vorgesehen ist.
Ein anderer verwandter Aspekt ist die Bereitstellung einer Freilaufkupplungsanordnung, die durch ein Kupplungsmodul und ein Aktormodul gebildet wird. Das Aktormodul enthält einen Solenoid-Aktor, der eine erregbare Spulenanordnung und eine linear bewegliche Betätigungskomponente aufweist, einen schwenkbaren Rastfinger, eine Rastfingervorspannanordnung und eine indirekte Kopplungsanordnung zwischen dem Rastfinger und der Betätigungskomponente, die dazu bedienbar ist, als Reaktion auf das translatorische Verschieben der Betätigungskomponente zwischen einer ersten (das heißt zurückgezogenen) und einer zweiten (das heißt ausgezogenen) Position ein Schwenken des Rastfingers zwischen einer freigegebenen (das heißt nicht ausgebrachten) und einer gesperrten (das heißt einer ausgebrachten) Position bezüglich der an einem mit dem Kupplungsmodul verbundenen ersten Kupplungsglied ausgebildeten Ratschenzähne zu bewirken. Die Rastfingervorspannanordnung ist dahingehend bedienbar, den Rastfinger als Reaktion auf eine Bewegung der Betätigungskomponente in ihre zurückgezogene Position in seine freigegebene Position zurückzuführen.
Ein anderer verwandter Aspekt ist die Bereitstellung einer Freilaufkupplungsanordnung, die durch ein Kupplungsmodul und ein Aktormodul gebildet wird. Das Aktormodul enthält einen Solenoid-Aktor, der eine erregbare Spulenanordnung und eine linear bewegliche Betätigungskomponente aufweist, einen schwenkbaren Rastfinger, der als Reaktion auf das Bewegen der Betätigungskomponente zwischen einer ersten (das heißt zurückgezogenen) und einer zweiten (das heißt ausgezogenen) Position, das aus der Erregung und Entregung der Spulenanordnung resultiert, zwischen einer freigegebenen (das heißt nicht ausgebrachten) Position und einer gesperrten (das heißt ausgebrachten) Position beweglich ist, und eine Rastfingervorspannanordnung zum Bewegen des Rastfingers als Reaktion auf eine Bewegung der Betätigungskomponente in ihre zurückgezogene Position bei Entregung der Spulenanordnung in seine freigegebene Position.
Ein anderer verwandter Aspekt der vorliegenden Offenbarung ist die Bereitstellung einer verbesserten Rastfingervorspannanordnung, die dazu konfiguriert ist, den schwenkbaren Rastfinger in der Normalstellung zu seiner freigegebenen Position vorzuspannen und ein Kippsicherungsmerkmal bereitzustellen. In dieser Hinsicht enthält die Rastfingervorspannanordnung eine Torsionsfeder, die dazu konfiguriert ist, das Kippsicherungsmerkmal bereitzustellen. Die Torsionsfeder enthält ein gewundenes Segment, das dazu ausgeführt ist, konzentrisch auf einem sich von dem Rastfinger erstreckenden Schwenkzapfen angebracht zu werden, und ein erstes und ein zweites Lappensegment, die sich von dem gewundenen Segment erstrecken und den Rastfinger für eine Schwenkbewegung bezüglich eines zweiten Kupplungsglieds des Kupplungsmoduls verbinden. Das erste und das zweite Lappensegment weisen jeweils Schenkelteile auf, die allgemein entlang einer gemeinsamen Ebene ausgerichtet sind, um das Kippsicherungsmerkmal bereitzustellen.
Gemäß diesen und anderen Aspekten richtet sich die vorliegende Offenbarung auf eine Freilaufkupplungsanordnung, die Folgendes enthält: ein Kupplungsmodul, das eine erste Kupplungskomponente und eine zweite Kupplungskomponente, die zur Drehung bezüglich der ersten Kupplungskomponente angeordnet ist und Ratschenzähne aufweist, aufweist, und ein Aktormodul, das an der ersten Kupplungskomponente angebracht ist und eine erregbare Spulenanordnung mit einem beweglichen Aktorglied, einem Sperrglied und einem Vorspannglied aufweist. Das Aktorglied bewegt sich als Reaktion auf eine Erregung der Spulenanordnung aus einer ersten Position in eine zweite Position, um eine gleichzeitige Bewegung des Sperrglieds aus einer aus den Ratschenzähnen ausgerückten freigegebenen Position in eine mit den Sperrzähnen in Eingriff stehende gesperrte Position zu bewirken. Das Vorspannglied drückt das Sperrglied zu der freigegebenen Position. Das Vorspannglied stellt ein Kippsicherungsmerkmal bezüglich des Sperrglieds bereit. Das Sperrglied ist ein Rastfinger, der schwenkbar an der ersten Kupplungskomponente angebracht ist und einen Schwenkzapfen aufweist. Das Vorspannglied ist eine Torsionsfeder, die einen gewundenen Abschnitt, der konzentrisch an dem Schwenkzapfen angebracht ist, einen ersten Lappenabschnitt, der den Rastfinger in Eingriff nimmt, und einen zweiten Lappenabschnitt, der die erste Kupplungskomponente in Eingriff nimmt, aufweist. Der erste und der zweite Lappen weisen jeweils einen entsprechenden Schenkelteil auf, der allgemein entlang einer gemeinsamen Ebene ausgerichtet ist, um ein Kippsicherungsmerkmal bereitzustellen.
Ferner richtet sich die vorliegende Offenbarung auf solch eine Torsionsfeder, wobei der gewundene Abschnitt mehrere miteinander verbundene gewundene Schleifen enthält, die zwischen einer ersten gewundenen Schleife, von der sich der erste Lappenabschnitt erstreckt, und einer zweiten gewundenen Schleife, von der sich der zweite Lappenabschnitt erstreckt, definiert sind.
Gemäß einer ersten Ausführungsform der Torsionsfeder enthält der erste Lappenabschnitt einen ersten Schenkelteil, der über einen gebogenen Abschnitt mit einem zweiten Schenkelteil verbunden ist. Der erste Schenkelteil des ersten Lappenabschnitts befindet sich neben einer Seitenfläche des Rastfingers, und der zweite Schenkelteil des ersten Lappenabschnitts nimmt eine Stirnfläche des Rastfingers in Eingriff. Der zweite Lappenabschnitt enthält einen Schenkelteil, der in einem in der ersten Kupplungskomponente ausgebildeten Rückhaltemerkmal festgehalten wird. Der Versatz zwischen dem ersten Schenkelteil des ersten Lappenabschnitts und dem Schenkelteil des zweiten Lappenabschnitts wird dabei auf ein Minimum reduziert, um das Kippsicherungsmerkmal bereitzustellen. Das in der ersten Kupplungskomponente gebildete Rückhaltemerkmal ist dahingehend konfiguriert, eine Kerbe oder eine Bohrung zu sein, in der der Schenkelteil des zweiten Lappenabschnitts angeordnet ist.
Gemäß einer zweiten Ausführungsform der Torsionsfeder enthält der erste Lappenabschnitt einen ersten Schenkelteil, der über einen gebogenen Teil mit einem zweiten Schenkelteil verbunden ist. Der erste Schenkelteil des ersten Lappenabschnitts befindet sich neben einer Seitenfläche des Rastfingers, und der zweite Schenkelteil des ersten Lappenabschnitts wird in einer im Rastfinger ausgebildeten Haltebohrung festgehalten. Der zweite Lappenabschnitt enthält einen ersten Schenkelteil, der über einen ersten gebogenen Teil mit einem zweiten Schenkelteil verbunden ist, und einen zweiten gebogenen Teil, der den zweiten Schenkelteil mit einem dritten Schenkelteil verbindet. Der zweite und der dritte Schenkelteil des zweiten Lappenabschnitts werden in einem in der ersten Kupplungskomponente ausgebildeten Rückhaltemerkmal festgehalten. Der Versatz zwischen dem ersten Schenkelteil des ersten Lappenabschnitts und dem dritten Schenkelteil des zweiten Lappenabschnitts werden dabei auf ein Minimum reduziert, um das Kippsicherungsmerkmal bereitzustellen.
Weitere Anwendbarkeitsbereiche der vorliegenden Offenbarung gehen aus der detaillierten Beschreibung, den Zeichnungen und einem bestimmten Beispiel, die nachfolgend bereitgestellt werden, hervor. Es sollte auf der Hand liegen, dass die detaillierte Beschreibung, die Zeichnungen und die bestimmten Beispiele zwar bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung angeben, aber nur der Veranschaulichung dienen sollen und den Schutzumfang der Offenbarung nicht einschränken sollen.
Figurenliste
Die hierin beschriebenen Zeichnungen dienen lediglich der Veranschaulichung ausgewählter Ausführungsformen und sollen den Schutzumfang der vorliegenden Offenbarung nicht einschränken. Durch Bezugnahme auf die folgende Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen werden die mit der vorliegenden Offenbarung verbundenen erfinderischen Konzepte besser verständlich; wobei

1 eine isometrische Explosionsdarstellung einer bidirektionalen Kupplungsanordnung, die dahingehend konfiguriert ist, eine passive Freilaufkupplung und eine steuerbare Freilaufkupplung zu enthalten, ist, und 1 A eine Schnittansicht einer bidirektionalen Kupplung ähnlich 1 ist;
2 eine vergrößerte Teilansicht eines Aktormoduls ist, das zur Verwendung mit der steuerbaren Freilaufkupplung, die den in den 1 und 1A gezeigten bidirektionalen Kupplungsanordnungen zugeordnet ist, ausgeführt ist und das dahingehend konfiguriert ist, eine Anordnung mit hohem Trägheitslastwiderstand zum Widerstehen eines hydraulischen Ausbringens des Rastfingers bereitzustellen, und die einen Rastfinger in seiner entsperrten (nicht ausgebrachten) Position, wenn eine Spulenanordnung nicht erregt ist, veranschaulicht;
3 2 ähnlich ist, aber den Rastfinger veranschaulicht, der sich nunmehr als Reaktion auf eine Erregung der Spulenanordnung in seiner gesperrten (ausgebrachten) Position befindet;
4 auch 2 ähnlich ist, aber die Trägheitslastwiderstandsanordnung veranschaulicht, die den Rastfinger bei Anlegen einer radial gerichteten hohen Trägheitslast zwangsläufig in seiner entsperrten Position hält;
5 eine isometrische Explosionsdarstellung einer anderen bidirektionalen Kupplungsanordnung ist, die dahingehend konfiguriert ist, eine modulare aktive Rastfingeranordnung für eine steuerbare Freilaufkupplung gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Offenbarung zu enthalten;
6 eine alternative Ausführungsform eines Aktormoduls für eine Freilaufkupplung mit dem Rastfinger in seiner gesperrten/ausgebrachten Position veranschaulicht, während 7 diese Anordnung mit dem sich nunmehr in seiner freigegebenen/nicht ausgebrachten Position befindenden Rastfinger veranschaulicht;
8 und 9 Schnittansichten von der Seite noch einer anderen Ausführungsform eines Aktormoduls für eine Freilaufkupplung sind, das ein bewegliches magnetisches Polstück zur Ineingriffnahme und zum Bewegen des Rastfingers aus seiner freigegebenen/nicht ausgebrachten Position in seine gesperrte/ausgebrachte Position als Reaktion auf eine Erregung der Spulenanordnung verwendet;
10 ein Solenoid-Aktormodul zur Verwendung in den steuerbaren Freilaufkupplungen der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht,
11 - 13 eine andere Ausführungsform eines Solenoid-Aktormoduls zur Verwendung bei den steuerbaren Freilaufkupplungen der vorliegenden Offenbarung veranschaulichen;
14 und 15 noch eine andere Ausführungsform eines Solenoid-Aktormoduls zur Verwendung in den steuerbaren Freilaufkupplungen der vorliegenden Offenbarung veranschaulichen;
16 eine isometrische Ansicht eines Teils einer steuerbaren Freilaufkupplung ist, die einen Rastfinger und eine Rastfingeranordnung veranschaulicht, die gemäß den Lehren der vorliegenden Offenbarung ausgeführt ist und dahingehend konfiguriert ist, den Rastfinger zu seiner nicht ausgebrachten Position vorzuspannen;
17 eine isometrische Ansicht der in 16 gezeigten Rastfingerfeder ist,
18 und 19 isometrische Ansichten eines Teils einer steuerbaren Freilaufkupplung sind, die einen Rastfinger und eine Rastfingerfederanordnung veranschaulichen, die dahingehend konfiguriert sind, die erfinderischen Konzepte der vorliegenden Offenbarung darzustellen; und
20 eine isometrische Ansicht der in den 18 und 19 gezeigten Rastfingerfeder ist.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Es werden nunmehr Ausführungsbeispiele mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen umfassender beschrieben. Jede Ausführungsform bezieht sich allgemein auf eine Überholkupplungsvorrichtung, die mindestens eine steuerbare Freilaufsperrvorrichtung (das heißt eine Bremse und/oder eine Kupplung) aufweist, die eine bewegliche Sperrkomponente (das heißt einen Klemmkörper, einen Rastfinger usw.) enthält, die über einen elektromagnetischen Aktor gesteuert wird. Somit überträgt die steuerbare Freilaufsperrvorrichtung Drehmoment mechanisch, wird aber über ein elektrisches Betätigungssystem betätigt. Diese Ausführungsbeispiele werden jedoch lediglich dafür bereitgestellt, dass die vorliegende Offenbarung umfassend ist, und vermitteln einem Fachmann vollständig den Umfang. Zahlreiche spezielle Details werden angeführt, wie beispielsweise Beispiele für spezielle Komponenten, Vorrichtungen und Verfahren, um für ein umfassendes Verständnis der Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung zu sorgen. Für den Fachmann ist offensichtlich, dass spezielle Details nicht eingesetzt werden müssen, dass Ausführungsbeispiele in vielen verschiedenen Formen ausgestaltet werden können und dass keine dieser als Einschränkung des Schutzumfangs der Offenbarung aufzufassen ist. Bei einigen Ausführungsbeispielen werden wohlbekannte Prozesse, wohlbekannte Vorrichtungsstrukturen und wohlbekannte Technologien nicht ausführlich beschrieben.
Auf 1 Bezug nehmend, wird ein Ausführungsbeispiel einer bidirektionalen Kupplungsanordnung 20 in einer Explosionsdarstellung allgemein gezeigt. Die bidirektionale Kupplungsanordnung 20 ist von einer Art, die zum Beispiel zur Verwendung in einem in einem Kraftfahrzeug installierten Automatikgetriebe ausgeführt ist. Die Kupplungsanordnung 20 enthält eine passive Freilaufkupplung und eine „steuerbare“ Überholkupplungsvorrichtung oder Freilaufkupplung, die gemeinhin als elektrisch gesteuerte Freilaufkupplung (EOWC - Electrically-Controlled One-Way Coupling) bezeichnet wird. Für die Zwecke dieser Anmeldung sollte der Begriff „Kupplungsanordnung“ als Kopplungen, Kupplungen und Bremsen, die eine Komponente, die mit einer Drehmomentabgabekomponente des Getriebes gekoppelt ist, und eine andere Komponente, die mit einer anderen Drehmomentabgabekomponente gekoppelt ist oder nicht drehbar an einem Getriebegehäuse oder an einer anderen stationären Komponente fixiert ist, aufweisen, interpretiert werden.
Wie im Einzelnen aufgeführt wird, enthält die bidirektionale Kupplungsanordnung 20 bei dieser nicht einschränkenden Ausführungsform in der Darstellung allgemein ein Kupplungsmodul mit einem ersten Kupplungsglied (das heißt Außenring) und einem zweiten Kupplungsglied (das heißt Innenring), eine passive Freilaufkupplung mit mehreren passiven Rastfingern und eine steuerbare Freilaufkupplung mit mindestens einer aktiven Rastfingeranordnung und einem fremdkraftbetätigten Aktor, die zusammen ein Aktormodul definieren. Wie angeführt, wird das Kupplungs-20-Modul durch einen Außenring 22 und einen Innenring 36 gebildet. Der Außenring 22 enthält ein äußeres Kranzsegment 24 und ein inneres Kranzsegment 26, die radial voneinander beabstandet sind und über ein radiales Stegsegment 27 miteinander verbunden sind. Das äußere Kranzsegment 24 enthält mehrere äußere Ansätze 28, die sich zum Zusammenfügen mit einer ersten Komponente radial nach außen erstrecken. Die erste Komponente kann eine stationäre Komponente (wie zum Beispiel ein Gehäuse eines Getriebes) oder eine Drehkomponente (wie zum Beispiel eine Welle) sein. Das äußere Kranzsegment 24 enthält ferner ein Paar Vorsprünge 30, die sich radial nach außen erstrecken. Jeder der Vorsprünge 30 definiert eine sich radial erstreckende Aktortasche 32 und eine Rastfingertasche 33. Es sollte auf der Hand liegen, dass mehr oder weniger Vorsprünge 30 verwendet werden könnten und dass sie integral mit dem Außenring 22 ausgebildet oder starr daran befestigt sein können. Das innere Kranzsegment 26 weist mehrere innere Rampenflächen auf, die nachfolgend als innere Ratschenzähne 34 bezeichnet werden, die sich radial nach innen erstrecken und um die Achse A gleichmäßig verteilt sind. Der Innenring 36 weist einen Außenrand 38 und einen Innenrand 40 auf, die radial voneinander beabstandet sind. Der Außenrand 38 ist radial zwischen dem äußeren und inneren Kranzsegment 24, 26 des Außenrings 22 angeordnet, und der Innenrand 40 ist radial einwärts von dem inneren Kranzsegment 26 des Außenrings 22 angeordnet. Der Innenrand 40 des Innenrings 36 weist mehrere innere Ansätze 42 auf, die sich zum Zusammenfügen mit einer zweiten Komponente (in der Regel einer Drehkomponente) radial nach innen erstrecken. Gemeinhin verbinden die Ansätze 42 eine Welle oder Kupplungsplatten zur Drehung mit dem Innenring 36. Ferner weist der Außenrand 38 des Innenrings 36 mehrere äußere Rampenflächen auf, die nachfolgend als äußere Ratschenzähne 44 bezeichnet werden, die sich radial nach außen erstrecken und um die Achse A gleichmäßig verteilt sind.
Die passive Freilaufkupplung enthält mehrere passive Sperrelemente, nachfolgend als passive Rastfinger 46 bezeichnet, die in in dem Innenring 36 ausgebildeten Rastfingeröffnungen für eine Schwenkbewegung zwischen einer Sperrposition (ausgebrachten Position) und einer Entsperrposition (nicht ausgebrachten Position) gestützt werden. In der Sperrposition nimmt mindestens einer der passiven Rastfinger 46 die inneren Ratschenzähne 34 des Außenrings 22 in Eingriff, um den Außen- und Innenring 22, 36 während einer Drehung des Innenrings 36 im Gegenuhrzeigersinn bezüglich des Außenrings 22 miteinander zu verbinden. Deshalb verhindert ein Eingriff durch einen oder mehrere der passiven Rastfinger 46 eine relative Drehung des Außen- und Innenrings 22, 36 im Gegenuhrzeigersinn. Die passiven Rastfinger 46 gestatten jedoch immer noch eine relative Drehung, das heißt, ein Freilaufen, im Uhrzeigersinn, wenn sie sich in der gesperrten Position befinden, da sie über das rampenförmige Profil der inneren Ratschenzähne 34 ratschen können. In der Entsperrposition sind die passiven Rastfinger 46 radial von den inneren Ratschenzähnen 34 des Außenrings 22 beabstandet, weshalb sie auch eine Drehung des Innenrings 36 bezüglich des Außenrings 22 im Gegenuhrzeigersinn gestatten. Obgleich dies nicht gezeigt wird, sind passive Rastfingerfedern vorgesehen, um die passiven Rastfinger 46 in der Normalstellung zu ihrer Entsperrposition vorzuspannen.
In Verbindung mit der steuerbaren Freilaufkupplung enthält das Aktormodul ein Paar aktiver Rastfingeranordnungen 48 und ein Paar elektromagnetischer Aktoren 51. Jede aktive Rastfingeranordnung 48 ist in einer entsprechenden der im äußeren Kranzsegment 24 ausgebildeten Rastfingertaschen 33 angeordnet. Jede aktive Rastfingeranordnung 48 enthält ein aktives Sperrelement, ein Verbindungselement und ein Vorspannelement. Das aktive Verbindungselement wird nachfolgend als aktiver Rastfinger 50 bezeichnet und ist zwischen einer gesperrten (ausgebrachten) und einer entsperrten (nicht ausgebrachten) Position schwenkbeweglich. In der gesperrten Position nimmt der aktive Rastfinger 50 die äußeren Ratschenzähne 44 des Innenrings 36 sperrend in Eingriff, wodurch der Außen- und Innenring während einer Bewegung des Innenrings 22 bezüglich des Außenrings 22 im Uhrzeigersinn miteinander verriegelt werden. Der aktive Rastfinger 50 gestattet jedoch immer noch eine relative Verschiebung, das heißt, ein Freilaufen, im Gegenuhrzeigersinn. In der entsperrten Position ist der aktive Rastfinger 50 radial von den äußeren Ratschenzähnen 44 beabstandet, wodurch gestattet wird, dass sich der Innen- und Außenring 22, 36 bezüglich einander drehen. Ferner enthält jede der aktiven Rastfingeranordnungen 48 in diesem nicht einschränkenden Beispiel das Verbindungselement, das als ein Anker 60 gezeigt wird und das neben dem aktiven Rastfinger 50 zum Steuern der Schwenkbewegung des aktiven Rastfingers 50 als Reaktion auf eine Betätigung des elektromagnetischen Aktors 51 angeordnet ist. Somit definieren die aktiven Rastfingeranordnungen 48 eine „indirekte“ Rastfingerbetätigungsanordnung. Die aktiven Rastfingeranordnungen 48 können jedoch als Alternative in einer „direkten“ Rastfingerbetätigungsanordnung ohne den Anker 60 konfiguriert sein, so dass der elektromagnetische Aktor 51 die Bewegung der aktiven Rastfinger 50 direkt steuert, wie zum Beispiel in 1A gezeigt wird.
Das der steuerbaren Freilaufkupplung zugeordnete Aktormodul enthält in der Darstellung ein Paar der elektromagnetischen Aktoren 51, die jeweils eine Spulenanordnung 52 enthalten, welche in der Aktortasche 32 angebracht ist und von dem aktiven Rastfinger 50 und Anker 60 radial beabstandet ist. Die Spulenanordnung 52 enthält einen Kern 54 aus einem magnetisch permeablen Material, einen um den Kern 54 herum angeordneten Spulenkörper 56 und eine um den Spulenkörper 56 herumgewickelte Drahtspule 58. Des Weiteren ist der Anker 60 zwischen dem aktiven Rastfinger 50 und der Spule 58 zum Schwenken zu dem Kern 54 und somit Bereitstellen der Schwenkbewegung des aktiven Rastfingers 50 als Reaktion auf eine Erregung der Spule 58 angeordnet. Der Anker 60 kann aus einem magnetischen Material hergestellt sein, um bei Erregung der Spule 58 magnetisch an den Kern 54 angezogen zu werden, oder er kann bei alternativen Aktoren 51 aus einem nichtmagnetischen Material zur mechanischen Kopplung mit einer beweglichen Komponente (einem Solenoid) hergestellt sein.
Bei einer bevorzugten, aber nicht einschränkenden Anordnung werden die Spulen 58, wenn eine Spannung und/oder ein Strom an die Spulen 58 angelegt wird/werden, zu einem Elektromagneten, der ein elektrisches Feld (oder einen elektrischen Fluss) erzeugt. Der Fluss fließt in allen Richtungen nach außen und überträgt durch den kleinen Luftspalt zwischen dem Anker 60 und dem Kern 54 in der Mitte der Spulenanordnung 52. Der Kern 54 wird magnetisiert, wodurch der Anker 60 zum Kern 54 angezogen wird. Die sich ergebende Bewegung des Ankers 60 zwingt den aktiven Rastfinger 50 aufgrund des mechanischen Gestänges zwischen dem aktiven Rastfinger 50 und dem Anker 60 in die mechanische Ausbringung. Beim Ausbringen bewegt sich der aktive Rastfinger 50 aus seiner entsperrten Position in seine gesperrte Position, wo er sich selbst gegen einen der äußeren Ratschenzähne 44 des Innenrings 36 positioniert und den Innenring 36 gegen eine Drehung in diese Richtung effektiv sperrt. Es kommt zu einem Ausrücken, wenn Spannung und/oder Strom von der Spulenanordnung 52 entfernt werden, wobei der Anker 60 entmagnetisiert wird und frei von der Spulenanordnung 52 ist. Das Vorspannglied, wie zum Beispiel eine Rastfingerrückstellfeder (nicht gezeigt), ist zwischen dem aktiven Rastfinger 50 und dem Außenring 22 positioniert und bewirkt, dass sich der aktive Rastfinger 50 während des Ausrückens in seine entsperrte Position zurückbewegt.
Es sollte auf der Hand liegen, dass die Anordnung aus dem Anker 60, dem aktiven Rastfinger 50 und der Spulenanordnung 52 dahingehend wirken kann, in Abhängigkeit von dem Aufbau und/oder den Anforderungen der Kupplungsanordnung 20 eine Sperrkraft in eine radiale Richtung (wie in 1 gezeigt) oder in eine axiale Richtung anzulegen. Radial gestapelte Ausführungen der Kupplungsanordnung 20 bieten in Situationen, in denen axialer Raum eng ist, zum Beispiel in Automatikgetrieben, Packaging-Vorteile gegenüber ihren axialen Gegenstücken. Ferner übertragen radial betätigte Kupplungen Antriebsmoment direkt nach außen zur Verankerung gegen das Getriebegehäuse, ohne dass dabei die Gefahr besteht, dass Kräfte direkt axial übertragen werden, was Probleme für die Dimensionierung anderer Systemkomponenten zum Ausgleich von Axialkraft verursachen könnte.
Ein Stanzgitter 62 ist an jedem der elektromagnetischen Aktoren 51 zum elektrischen Miteinanderverbinden der Spulen 58 für ein koordiniertes Erregen der Spulen 58 befestigt. Es sollte auf der Hand liegen, dass das Stanzgitter 62 eine beliebige Anzahl von Spulen 58 verbinden könnte. Eine Leiterplatte (PCB) ist zum selektiven Steuern der Erregung der Spulen 58 am Stanzgitter 62 befestigt. Die PCB ist radial und axial neben einer der Spulen 58 angeordnet. Das Stanzgitter 62 enthält ferner mindestens einen Leistungsausgangskontakt, der radial und axial neben jeder der Spulen 58 angeordnet ist, um die Spulen 58 elektrisch zu verbinden und so den Spulen 58 Leistung zuzuführen. Es könnte eine beliebige Anzahl von Leistungskontakten zum Ansteuern einer beliebigen Anzahl von Spulen 58 verwendet werden. Das Stanzgitter 62 enthält auch einen Kabelbaum, der sich von der Leiterplatte zur Verbindung mit einem Getriebesteuermodul (TCM - Transmission Control Module) oder einem Antriebsstrangsteuermodul (PCM - Powertrain Control Module) zur Übertragung von Daten zur Leiterplatte und zur Stromversorgung der Leiterplatte erstreckt. Darüber hinaus enthält das Stanzgitter 62 eine Kunststoffverkapselung oder ein Kunststoffgehäuse, die bzw. das um die Leiterplatte und die Drähte herum angeordnet ist, zum Schützen der Leiterplatte und der Drähte zum Gestatten eines Eintauchens des Stanzgitters 62 in Automatikgetriebefluid und zum Betreiben bei Temperaturen von -40C bis +140C. Es sollte auf der Hand liegen, dass die oben genannte Konfiguration des Stanzgitters 62 und der zugehörigen Komponenten eine kostengünstige, modulare Lösung bietet, die einen vereinfachteren Herstellungsprozess bereitstellt.
Die an die Spulen 58 angelegte Spannung besteht aus einer High Side (HS) und einer Low Side (LS) und wird durch das TCM oder das PCM eines Fahrzeugs zugeführt. Die HS ist in der Regel eine mit anderen Lasten geteilte Stromversorgung, und die LS ist in der Regel eine diskrete Leitung (LSD), die den diskreten/individuellen Schaltkreis steuert. Die LSD kann die Strommenge über die Spulen 58 steuern. Da die LSD in der Regel im TCM/PCM positioniert ist, besteht das Erfordernis eines Kabelbaums zwischen den elektromagnetischen Aktoren 51 und dem TCM/PCM. Erfährt der Kabelbaum eine mechanische Beschädigung und wird die diskrete LSD-Leitung der elektromagnetischen Aktoren 51 „an Gehäusemasse kurzgeschlossen“, können die Spulen erregt werden. Demgemäß ist ein integrierter High-Side-Failsafe-Schalter (HSFSS - High Side Fail Safe Switch) vorgesehen, um eine weitere Logikebene hinzuzufügen und so die geteilte High-Side-Versorgung zu steuern. Der HSFSS besteht aus der Leiterplatte 64 (PCB), einem HS-Schalter (nicht gezeigt), einem Transistor (nicht gezeigt) und passiven Komponenten (nicht gezeigt). Sie sind mit dem Stanzgitter 62 elektrisch verbunden. Es sollte auf der Hand liegen, dass die Konfiguration des Stanzgitters 62 die integrierten elektronischen Bauelemente schützt (einschließlich des HSFSS) und verbessertes Packaging und reduzierte Verdrahtung gewährleistet. Ferner sollte auf der Hand liegen, dass die modulare Konfiguration des Stanzgitters 62 und zugehöriger Komponenten bei anderen Kupplungsanordnungskonfigurationen, zum Beispiel axial einrückenden Kupplungsanordnungen, verwendet werden könnte. Der HSFSS wird durch OWCC_HS_ENABLE gesteuert, wodurch ermöglicht wird, dass der HSFSS Strom zu den Spulen 58 leitet. Nunmehr auf 1 A Bezug nehmend, wird nunmehr eine leicht modifizierte Version der bidirektionalen Kupplungsanordnung 20 von 1 durch die Bezugszahl 100 bezeichnet. Allgemein ausgedrückt, die bidirektionale Kupplungsanordnung 100 enthält wieder ein Kupplungsmodul und mindestens ein Aktormodul. Bei dieser Ausführungsform ist jedoch zwischen dem fremdkraftbetätigten Aktor und dem aktiven Rastfinger eine „direkte“ Rastfingerbetätigungsanordnung vorgesehen. Das Kupplungsmodul enthält einen Außenring 102, der sich ringförmig um eine Achse A erstreckt. Der Außenring 102 weist ein äußeres Kranzsegment 104 und ein inneres Kranzsegment 106 auf, die radial voneinander beabstandet sind. Das äußere Kranzsegment 104 enthält mehrere äußere Ansätze 108, die sich zum Zusammenfügen mit einer ersten Komponente radial nach außen erstrecken. Die erste Komponente kann eine stationäre Komponente (wie zum Beispiel ein Gehäuse eines Getriebes) oder eine Drehkomponente (wie zum Beispiel eine Welle) sein. Das äußere Kranzsegment 104 enthält ferner ein Paar Vorsprünge 110, die sich radial nach außen erstrecken. Jeder der Vorsprünge 110 definiert eine sich radial erstreckende Aktortasche 112 und eine Rastfingertasche 113. Es sollte auf der Hand liegen, dass mehr oder weniger Vorsprünge 110 verwendet werden könnten. Das innere Kranzsegment 106 weist mehrere innere rampenförmige Ratschenzähne 114 auf, die sich radial nach innen erstrecken und um die Achse A gleichmäßig verteilt sind.
Das Kupplungsmodul der Kupplungsanordnung 100 enthält ferner einen Innenring 116, der sich auch ringförmig um die Achse A erstreckt. Der Innenring 116 weist einen Außenrand 118 und einen Innenrand 120 auf, die radial voneinander beabstandet sind, wobei der Außenrand 118 radial zwischen dem äußeren und dem inneren Kranzsegment 104, 106 des Außenrings 102 angeordnet ist und der Innenrand 120 radial einwärts von dem inneren Kranzsegment 106 des Außenrings 102 angeordnet ist. Der Innenrand 120 des Innenrings 116 weist mehrere innere Ansätze 122 auf, die sich davon zum Zusammenfügen mit einer zweiten Komponente (in der Regel einer Drehkomponente) radial nach innen erstrecken. Ferner weist der Außenrand 118 des Innenrings 116 mehrere rampenförmige äußere Ratschenzähne 124 auf, die sich radial nach außen erstrecken und gleichmäßig um die Achse A verteilt sind.
Die der bidirektionalen Kupplungsanordnung 100 zugeordnete passive Freilaufkupplung enthält sechs passive Rastfinger 126, die durch den Innenring 116 schwenkbar gestützt werden. Es sollte auf der Hand liegen, dass als Alternative mehr oder weniger passive Rastfinger 126 verwendet werden könnten. Die passiven Rastfinger 126 sind zur Ineingriffnahme der inneren Ratschenzähne 114 an dem inneren Kranzsegment 106 des Außenrings 102 zwecks Verhinderung einer relativen Verschiebung des Innen- und Außenrings 116, 102 im Gegenuhrzeigersinn beweglich. Die passiven Rastfinger 126 gestatten jedoch eine relative Verschiebung (das heißt ein Freilaufen) zwischen dem Innen- und Außenring 116, 102 im Uhrzeigersinn.
In der der bidirektionalen Kupplungsanordnung 100 zugeordneten steuerbaren Freilaufkupplung enthält jedes Aktormodul eine aktive Rastfingeranordnung 128 und einen elektromagnetischen Aktor 133. Jede aktive Rastfingeranordnung 128 ist in einer entsprechenden der Rastfingertaschen 113 in dem äußeren Kranzsegment 104 aufgenommen. Jede der aktiven Rastfingeranordnungen 128 enthält einen aktiven Rastfinger 130, der zwischen einer gesperrten (ausgebrachten) und einer entsperrten (nicht ausgebrachten) Position schwenkbeweglich ist. In der gesperrten Position nehmen die aktiven Rastfinger 130 die äußeren Ratschenzähne 124 am Innenring 116 in Eingriff, um eine relative Verschiebung des Innen- und Außenrings 102, 116 im Uhrzeigersinn zu verhindern. Die aktiven Rastfinger 130 gestatten jedoch eine relative Verschiebung im Gegenuhrzeigersinn. In der entsperrten Position sind die aktiven Rastfinger 130 radial von den äußeren Ratschenzähnen 124 beabstandet, wodurch gestattet wird, dass sich der Innen- und Außenring 116, 102 bezüglich einander drehen.
Wie angeführt, enthält das Aktormodul der steuerbaren Freilaufkupplung auch elektromagnetische Aktoren 133. Jeder elektromagnetische Aktor 133 ähnelt allgemein den elektromagnetischen Aktoren 51 und enthält eine Spulenanordnung 52, die radial von dem aktiven Rastfinger 130 beabstandet ist (wie in 1 gezeigt wird). Die Spulenanordnung 52 enthält einen Kern 54 aus einem magnetisch permeablen Material, einen um den Kern 54 herum angeordneten Spulenkörper 56 und eine um den Spulenkörper 56 herumgewickelte Spule 58. Der aktive Rastfinger 130 befindet sich zum Schwenken zu dem Kern 54 und somit Bereitstellen der Schwenkbewegung des aktiven Rastfingers 130 als Reaktion auf eine Erregung der Spule 58 neben der Spule 58.
Die Kombination aus den passiven und aktiven Rastfingern 126, 130 stellt eine bidirektionale Konfiguration der Kupplungsanordnung 100 bereit, die einen Eingriff in zwei entgegengesetzte Richtungen (im Uhrzeigersinn und Gegenuhrzeigersinn) gestattet. Es versteht sich, dass dieses Konzept auch auf axial ausgerichtete Konfigurationen anwendbar ist.
Nunmehr auf die 2 - 4, in denen in sämtlichen der mehreren Ansichten gleiche Zahlen entsprechende Teile anzeigen, Bezug nehmend, wird ein Teil einer anderen Ausführungsform einer elektrisch gesteuerten Freilaufkupplungsanordnung 200 allgemein gezeigt. Die Kupplungsanordnung 200 enthält ein Kupplungsmodul und mindestens ein Aktormodul. Das Kupplungsmodul enthält einen Außenring 202, der sich ringförmig um eine mittlere Achse (nicht gezeigt) erstreckt. Ferner enthält das Kupplungsmodul einen Innenring 204, der sich ringförmig um die Achse A erstreckt und radial einwärts vom Außenring 202 angeordnet ist. Der Innenring 204 weist mehrere äußere Ratschenzähne 205 auf, die sich radial nach außen erstrecken.
Der Außenring 202 enthält mehrere Vorsprünge 206, die sich jeweils radial nach außen zu einer rückwärtigen Fläche 208 erstrecken und jeweils eine Tasche definieren. Jede der Taschen ist in einen Rastfingerabschnitt 212, einen Ankerabschnitt 214 und einen Kernabschnitt 216 unterteilt, wobei der Kernabschnitt 216 zwischen dem Rastfinger-218- und Ankerabschnitt 214 angeordnet ist. Der Kernabschnitt 216 erstreckt sich radial nach außen an dem Rastfinger-218- und Ankerabschnitt 214 vorbei. Die rückwärtige Fläche 208 weist einen Schwenkträger 220 auf, der sich im Ankerabschnitt 214 radial davon nach innen erstreckt.
Jedes Aktormodul enthält eine aktive Rastfingeranordnung 222 und einen elektromagnetischen Aktor 223. Eine der aktiven Rastfingeranordnungen 222 ist in jeder der Taschen 212, 214, 216 des Außenrings 204 aufgenommen. Jede der aktiven Rastfingeranordnungen 222 enthält bei dieser nicht einschränkenden „indirekten“ Betätigungskonfiguration einen Anker 226, eine Rastfingerfeder 228 und einen Rastfinger 218. Der Rastfinger 218 enthält ein Basissegment 230 und ein Paar Sperrarme 232. Die Sperrarme 232 erstrecken sich jeweils von dem Basissegment 230 zu einem Sperrrand 234. Das Basissegment 230 ist zwischen einer gesperrten Position und einer entsperrten Position schwenkbar im Rastfinger-218-Segment angeordnet. Wenn sich der Rastfinger 218 in der gesperrten Position befindet, nimmt der Sperrrand 234 die Außenzähne 205 des Innenrings 204 in Eingriff. Wenn sich der Rastfinger 218 hingegen in der entsperrten Position befindet, ist der Sperrrand 234 radial von den Außenzähnen 205 beabstandet. Die Rastfingerfeder 228 ist in dem Rastfingerabschnitt 212 der Tasche 210 angeordnet und erstreckt sich zwischen der rückwärtigen Fläche 208 und dem Rastfinger 218, um den Rastfinger 218 zu seiner entsperrten Position vorzuspannen.
Jeder elektromagnetische Aktor 223 enthält eine Spulenanordnung 224, die einen Kern 236 aus einem magnetisch permeablen Material aufweist, der in dem Kernabschnitt 216 der Tasche 210 angeordnet ist. Ferner ist mindestens eine Spule 238 in dem Kernabschnitt 216 angeordnet und um den Kern 236 herumgewickelt, um den von der Spule 238 erzeugten Magnetfluss auf den Kern 236 zu konzentrieren. Der Anker 226 erstreckt sich zwischen einem ersten Ende 240, das in dem Ankerabschnitt 214 sitzt, und einem zweiten Ende 242, das in dem Rastfingerabschnitt 212 in Eingriff mit der Basis des Rastfingers 218 zwischen den Schenkeln des Rastfingers 218 angeordnet ist. Das erste Ende 240 des Ankers 226 ist schwenkbar um den Schwenkträger 220 im Ankerabschnitt 214 der Tasche 210 angeordnet, um als Reaktion auf eine Erregung der Spule 238 zwischen einer betätigten Position und einer nicht betätigten Position radial zu dem Kern 236 und davon weg zu schwenken. In der betätigten Position wird der Anker 226 zu dem Kern 236 gezogen und treibt den Rastfinger 218 gegen die Vorspannung der Rastfingerfeder 228 in die gesperrte Position. In der nicht betätigten Position ist der Anker von dem Kern 236 beabstandet und gestattet der Rastfingerfeder 228, den Rastfinger 218 in seine entsperrte Position vorzuspannen. Der Anker 226 weist eine obere Krümmung 244 und eine untere Krümmung 246 zwischen dem ersten Ende 240 und dem zweiten Ende 242 auf.
Insbesondere wenn die Kupplungsanordnung 200 an Kraftfahrzeugkomponenten verwendet wird, ist es wichtig, dass die Rastfinger 218 nur dann die Außenzähne 205 des Innenrings 204 in Eingriff nehmen, wenn sie erregt werden. Deshalb ist ein Widerstand gegen Trägheitsbelastung (hohe Beschleunigungskraft in bestimmten Richtungen außer einfacher Schwerkraft) für den Betrieb der Kupplungsanordnung 200 wichtig. Das üblichste Verfahren zum Entgegenwirken einer hohen Trägheitsbelastung besteht darin, eine Vorspannfeder 228 mit einer höheren Kraft zu verwenden. Dieses Verfahren ist zwar einfach, aber es sind Nachteile damit verbunden. Einer der Nachteile ist der erhöhte Widerstand, der bei Normalbetrieb von der Rastfingerfeder 228 bereitgestellt wird, wodurch größere Abmessungen und eine größere Dicke des Ankers und/oder der Spulenanordnung 226, 224 erforderlich werden, um größere magnetische Kräfte zu verwenden. Zur Aufnahme solcher größeren Komponenten müssen möglicherweise auch die Taschen 210 größer sein.
Als eine alternative Lösung für die Zunahme der Abmessungen des Ankers/der Spulenanordnung 226, 224 enthält jeder der Sperrarme 232 eine Vorkragung 248, der einen allgemein dreieckigen Querschnitt aufweist und sich axial erstreckt, wobei sich die Vorkragungen 248 der beiden Sperrarme 232 zueinander erstrecken. Jede der Vorkragungen endet an einem Punkt 249. Ferner wird durch die obere Krümmung 244 des Ankers 226 eine Schulter 250 definiert, um durch den Punkt 249 der Vorkragungen 248 der Schenkel des Rastfingers 218 für eine begrenzte Bewegung des Rastfingers 218 in die gesperrte Richtung in Eingriff genommen zu werden. Somit bewirkt das modifizierte Profil während des Anlegens von Trägheitskräften, dass die Drehung des Rastfingers 218 nach oben angehalten wird, wodurch ein unbeabsichtigter Eingriff der Außenzähne des Innenrings 204 verhindert wird.
2 stellt einen nicht erregten Zustand der Spule 238 dar, so dass sich der Rastfinger 218 in der entsperrten Position befindet. Ferner stellt 3 einen erregten Zustand des Spule 238 zum Bewirken einer Bewegung des Rastfingers 218 in die gesperrte Position dar. 4 zeigt die Situation, in der eine hohe Trägheitslast in die radial nach innen verlaufende Richtung an die Kupplungsanordnung 200 angelegt wird (wie durch den Pfeil 249 gezeigt wird). In dieser Situation dreht sich der Anker 226 leicht im Uhrzeigersinn, der Rastfinger 218 wird jedoch von der Schulter 250 des Ankers 226 daran gehindert, sich weiter im Gegenuhrzeigersinn zu drehen. Deshalb erhöht der Festsitz zwischen dem Punkt 249 der Vorkragung 248 und der Schulter 250 des Ankers 226 die Kraft, die zum Bewegen des Rastfingers 218 gegen die Außenzähne des Innenrings 204 erforderlich ist, erhöht aber nicht die durch den Anker/die Spulenanordnung 226, 224 erforderliche Lasthöhe zum Bewegen des Rastfingers 218. Es versteht sich, dass die Vorkragungen 248 der Belastungsarme 232 und der Schulter 250 des Ankers 226 an anderen aktiven Rastfingeranordnungskonfigurationen zum Widerstehen einer hohen Trägheitsbelastung verwendet werden könnten.
Nunmehr auf 5 Bezug nehmend, wird eine andere nicht einschränkende Ausführungsform einer steuerbaren bidirektionalen Kupplungsanordnung 500 allgemein gezeigt. Die Kupplungsanordnung 500 enthält ein Kupplungsmodul mit einem Außenring 502 und einem Innenring 512. Der Außenring 502 erstreckt sich ringförmig um eine Achse A. Der Außenring 502 enthält einen äußeren Kranz 504, der mehrere äußere Ansätze 506 aufweist, die sich zum Zusammenfügen mit einer ersten Komponente radial nach außen erstrecken. Die erste Komponente kann eine stationäre Komponente (wie zum Beispiel ein Gehäuse eines Getriebes) oder eine Drehkomponente (wie zum Beispiel eine Welle) sein. Der Außenring 502 weist ferner eine axiale Fläche 508 auf, die eine Ringform aufweist, welche sich vom äußeren Kranz 504 radial nach innen erstreckt. Mehrere passive Rastfinger 510 sind schwenkbar mit der axialen Fläche 508 verbunden. Eine Vorspannfeder (nicht gezeigt) nimmt jeden der passiven Rastfinger 510 zum Vorspannen der passiven Rastfinger 510 in einer gesperrten Position zu dem Innenring 512 in Eingriff.
Der Innenring 512 erstreckt sich ringförmig um die Achse A. Der Innenring 512 weist ein Außenband 514 und ein Innenband 516 auf, die auf einander gegenüberliegenden Seiten der passiven Rastfinger 510 radial voneinander beabstandet sind. Das Innenband 516 des Innenrings 512 weist mehrere innere Ansätze 518 auf, die sich davon zum Zusammenfügen mit einer zweiten Komponente (in der Regel einer Drehkomponente) radial nach innen erstrecken. Das Innenband 516 des Innenrings 512 weist ferner mehrere passive Zähne 520 auf, die sich davon zur Ineingriffnahme durch die passiven Rastfinger 510 zum Miteinanderverriegeln des Innen- und Außenrings 512, 502 als Reaktion auf eine Drehung des Innenrings 512 bezüglich des Außenrings 502 im Gegenuhrzeigersinn radial nach außen erstrecken.
Das Außenband 514 des Innenrings 512 weist mehrere aktive Zähne 522 auf, die sich davon radial nach außen erstrecken und die um die Achse A gleichmäßig verteilt sind.
Die mehreren passiven Rastfinger 510 sind zwischen einer gesperrten Position und einer entsperrten Position schwenkbar. In der gesperrten Position nehmen die passiven Rastfinger 510 die passiven Zähne 520 des Außenrings 502 zum Miteinanderverbinden des Außen- und Innenrings 502, 512 während einer Drehung des Innenrings 512 bezüglich des Außenrings 502 im Gegenuhrzeigersinn in Eingriff. Deshalb verhindert ein Eingriff durch die passiven Rastfinger 510 eine relative Verschiebung des Außen- und Innenrings 502, 512 im Gegenuhrzeigersinn, die passiven Rastfinger 510 gestatten jedoch eine relative Verschiebung, das heißt ein Freilaufen, im Uhrzeigersinn. In der entsperrten Position sind die passiven Rastfinger 510 radial von den passiven Zähnen 520 des Außenrings 502 beabstandet, wodurch sie gestatten, dass sich der Innenring 512 bezüglich des Außenrings 502 im Gegenuhrzeigersinn dreht.
Mehrere Aktormodule 524 sind axial mit dem Außenring 502 verbunden. Jedes Aktormodul 524 weist ein Gehäuse auf, das allgemein bogenförmig ist und eine Basis 526 und ein Paar Flansche 528, die sich von einander gegenüberliegenden Seiten der Basis 526 erstrecken, enthält. Jedes Aktormodul 524 enthält ferner eine aktive Rastfingeranordnung und einen elektromagnetischen Aktor, die zur Bereitstellung einer „direkten“ Rastfingerbetätigungskonfiguration konfiguriert sind. Ein Befestigungselement 530, zum Beispiel ein Bolzen, erstreckt sich durch jeden der Flansche 528 und ist mit dem Außenring 502 verbunden, um die Gehäuse der elektromagnetischen Aktormodule 524 an dem Außenring 502 zu befestigen. Die Aktormodule 524 sind in Umfangsausrichtung aufeinander um die Achse A angeordnet.
Eine Spulentasche 532 erstreckt sich axial in die Basis 526. Eine dem elektromagnetischen Aktor zugeordnete Spulenanordnung 534 ist in jeder der Spulentaschen 532 aufgenommen. Die Spulenanordnung 534 enthält einen Kern 536 aus einem magnetisch permeablen Material, einen Spulenkörper 538, der um den Kern 536 herum angeordnet ist, eine um den Spulenkörper 538 herumgewickelte Spule 540 und eine linear bewegliche Betätigungskomponente (das heißt einen „Kolben“). Es sollte ersichtlich sein, dass die Spulenanordnungen 534 vorteilhafterweise für eine leichte Installation leicht in die Tasche angebracht werden können.
Jede der aktiven Rastfingeranordnungen enthält einen aktiven Rastfinger 542, der bezüglich des Gehäuses des Aktormoduls 524 selektiv zwischen einer gesperrten und einer entsperrten Position schwenkbar ist. In der gesperrten Position nehmen die aktiven Rastfinger 542 die aktiven Zähne 522 des Innenrings 512 in Eingriff und verriegeln deshalb bei einer Bewegung des Innenrings 512 bezüglich des Außenrings 502 im Uhrzeigersinn den Außen- und Innenring 502, 512 miteinander. Die aktiven Rastfinger 542 gestatten jedoch eine relative Verschiebung (das heißt ein Freilaufen) im Gegenuhrzeigersinn. In der entsperrten Position sind die aktiven Rastfinger 542 radial von den Außenzähnen 520, 522 beabstandet, wodurch sie gestatten, dass sich der Innen- und Außenring 512, 502 bezüglich einander drehen. Eine aktive Rastfingerfeder (nicht gezeigt) ist auch jeder aktiven Rastfingeranordnung zugeordnet und ist dahingehend konfiguriert, in Normalstellung den aktiven Rastfinger 542 zu seiner entsperrten Position vorzuspannen. Im Betrieb bewirkt eine Erregung der Spulenanordnung 534, dass sich der Kolben aus einer zurückgezogenen Position in eine ausgezogene Position bewegt, um den aktiven Rastfinger 542 zwangsläufig zu treiben, damit dieser sich aus seiner entsperrten Position in seine gesperrte Position bewegt. Bei Unterbrechung der Stromversorgung bewegt sich der Kolben in seine zurückgezogene Position zurück, was wiederum gestattet, dass die Rastfingerfeder den aktiven Rastfinger 542 zwangsläufig in seine entsperrte Position zurücktreibt.
Demgemäß sollte auf der Hand liegen, dass die modulare Konfiguration der elektromagnetischen Aktormodule 524 gestattet, dass die aktiven Rastfingeranordnungen und der elektromagnetische Aktor getrennt von dem Rest der Kupplungsanordnung 500 hergestellt und zusammengefügt werden. Ferner sollte auf der Hand liegen, dass jegliche Anzahl der Module 524 nach Bedarf an einer beliebigen gegebenen Kupplungsanordnung 500 installiert werden könnte, um eine erforderliche Drehmomenthöhe bereitzustellen. Darüber hinaus sollte auf der Hand liegen, dass die Module 524, wie sie hierin beschrieben werden, an verschiedenen anderen Kupplungsanordnungskonfigurationen verwendet werden könnten.
Nunmehr auf die 6 und 7 Bezug nehmend, wird eine alternative Ausführungsform eines Aktormoduls 704A zur Verwendung mit einem Kupplungsmodul 702 innerhalb einer steuerbaren Freilaufkupplungsanordnung 700A offenbart. Diese Anordnung ist dahingehend konfiguriert, einen elektromagnetischen Aktor 734A mit einem linear beweglichen Aktorausgangsglied 740A zum Bewegen eines aktiven Rastfingers 736A zwischen seiner ausgebrachten (6) und nicht ausgebrachten (7) Position einzusetzen. Wie zu sehen ist, enthält der elektromagnetische Aktor 734A eine Spulenanordnung 754A und ein linear bewegliches Aktorglied oder einen linear beweglichen Kolben 740A. Der Kolben 740A enthält einen Betätigungsflansch 850 mit einem Endsegment 852, das ein Paar am Rastfingersegment 782A des aktiven Rastfingers 736A ausgebildete Schwenkansätze 854, 856 in Eingriff nimmt. Der Pfeil 858 zeigt eine Bewegung des beweglichen Kolbens 740A in eine ausgezogene Position als Reaktion auf eine Erregung der Spulenanordnung 754A an. Dieser Vorgang führt zu einer Betätigungskraft, die durch Pfeil 860 angezeigt wird und auf den Ausbringungsschwenkansatz 854 wirkt, um zu bewirken, dass der aktive Rastfinger 736A um das Schwenkzapfensegment 780A in seine ausgebrachte Position schwenkt, wobei sein Endsegment 784A mit einem der Ratschenzähne 722 am Innenring 708 in Eingriff gelangt.
7 veranschaulicht hingegen die Funktionsweise des Aktormoduls 704A, wenn die Spulenanordnung 754A entregt wird. Diese Entregung bewirkt, dass eine Rückstellfeder, nicht gezeigt, aber durch Pfeil 862 angedeutet, den beweglichen Kolben 740A in eine zurückgezogene Position bewegt. Infolge eines Zurückziehens des Kolbens 740A nimmt ein Endsegment 852 des Betätigungsflansches 850 den Rückstellschwenkansatz 856 am aktiven Rastfinger 736A in Eingriff. Dieser Vorgang führt dazu, dass eine Rückstellkraft, wie durch Pfeil 864 angezeigt wird, auf den Rastfinger 736A wirkt und bewirkt, dass der Rastfinger 736A um sein Schwenkzapfensegment 780A in seine freigegebene Position schwenkt. Darüber hinaus nimmt das Endsegment 852 den Rückstellschwenkansatz 856 entlang der als eine Sperrschnittlinie wirkenden Kraftlinie 864 weiter in Eingriff, um den Rastfinger 736A mechanisch in seiner freigegebenen Position zu halten und ein unbeabsichtigtes Ausbringen des Rastfingers 736A zu verhindern, wenn die Spulenanordnung 754A nicht erregt wird. Pfeil 865 veranschaulicht eine Rastfingerfeder, die direkt auf einen aktiven Rastfinger 736A wirkt, um ihn zu seiner freigegebenen Position vorzuspannen.
Die 8 und 9 veranschaulichen eine andere alternative Ausführungsform eines elektromagnetischen Aktormoduls 704C, das zur Verwendung unter Zusammenwirkung mit dem Kupplungsmodul 702C in einer Freilaufkupplungsanordnung 700C konfiguriert ist. Bei dieser Anordnung wird zwischen einem beweglichen magnetischen Polglied oder Kolben 740C und einem aktiven Rastfinger 736C eine „Direkt-“Betätigungsanordnungsbeziehung hergestellt. Beide Darstellungen zeigen, wie der bewegliche Kolben 740C als Reaktion auf eine Erregung einer Spulenanordnung 754C in eine bezüglich eines stationären Polstücks 762C ausgezogene Position bewegt ist. Diese Bewegung des Kolbens 740C wirkt dahingehend, den aktiven Rastfinger 736C entgegen der Vorspannung einer Rastfingerfeder 880 zwangsläufig in seine gesperrte Position (gezeigt) zu schwenken, bis sein Endabschnitt 784C mit einem der Ratschenzähne 722 am Innenring 708 in Eingriff gelangt. Das bei Erregung der Spulenanordnung 754C erzeugte Magnetfeld wird durch eine verkürzte Version des stationären Polstücks 762C verstärkt, was bei Eingriff mit den Ratschenzähnen 722 zu einer auf den Rastfinger 736C wirkenden erhöhten Eingriffskraft führt. Der Rastfinger 736C kehrt nach Deaktivierung der Spulenanordnung 754C aufgrund der über die Rastfingerfeder 880 daran angelegten Vorspannkraft in seine freigegebene Position zurück.
Nunmehr auf 10 Bezug nehmend, wird noch eine andere alternative Ausführungsform für ein Aktormodul 704D gezeigt, das zur Verwendung mit dem Kupplungsmodul 702D in einer steuerbaren Freilaufkupplung 700D konfiguriert ist. Diese Anordnung zielt daraufhin ab, eine verbesserte Rastfingerbewegung und verbesserte Betätigungskräfte durch Implementieren einer einfacheren Rastfingergeometrie, die nur um einen lasttragenden Bereich schwenkt, bereitzustellen. Die Rastfingerbetätigung wird durch einen Zug-Solenoid-Aktor 734D bereitgestellt, der einen linearen Kolben 740D mit einem ausreichenden Hub zur Gewährleistung, dass der Rastfinger 736D vollständig zwischen seiner freigegebenen/nicht ausgebrachten und gesperrten/ausgebrachten Position schwenkt, aufweist. Eine Vorspannfeder in dem Solenoid-Aktor 734D fungiert dahingehend, den Rastfinger 736D nach Deaktivierung des Solenoid-Aktors 734D in seine freigegebene Position zurückzustellen. Die Anordnung verwendet ferner den Rastfinger 736D mit einem modifizierten Sperrspitzenprofil, das dazu ausgeführt ist, mit den Ratschenzähnen 722 am Innenring 700 zusammenzuwirken. Das modifizierte Sperrspitzenprofil wirkt dahingehend, den Rastfinger 736D außer Eingriff zurückzuwerfen, wenn der Rastfinger 736D nicht tief genug im Zahntal positioniert ist. Die Tiefe der Rastfingerposition im Zahntal hängt von der relativen Geschwindigkeit zwischen dem Rastfinger 736D und dem Innenring 700 und der Aktorfederkraft ab.
10 veranschaulicht, dass das Aktormodul 704D den Solenoid-Aktor 734D mit einem axial beweglichen Betätigungsglied oder Kolben 740D enthält. Das Abschlussende 890 des Kolbens 740D ist über eine Gelenkverbindungskopplung 892 an einem ersten Schenkel 894 des aktiven Rastfingers 736D, der sich von einem Schwenkzapfensegment 780D, das durch den Außenring 706D schwenkbar gestützt wird, nach außen erstreckt, fixiert. Ein zweiter Schenkel 896 des Rastfingers 736D definiert ein überarbeitetes Spitzenende 898. Eine Feder 900 wirkt zwischen dem Solenoid-Gehäuse und dem Kolben 740D. Eine Betätigung des Solenoids 734D wirkt dahingehend, den Kolben 740D entgegen der Feder 900 zurückzuziehen (einzuziehen), um den Rastfinger 736D in die gezeigte gesperrte Position zu schwenken. Der Pfeil 781 zeigt schematisch eine nachfolgend ausführlicher besprochene Rastfingerrückstellfeder zum Bereitstellen eines Kippsicherungsmerkmals für den Rastfinger 736D.
Nunmehr auf die 11 - 13 Bezug nehmend, wird noch eine andere alternative Ausführungsform für ein Aktormodul 704F gezeigt, das zur Verwendung mit dem Kupplungsmodul 702F in einer steuerbaren Freilaufkupplung 700F konfiguriert ist. Diese Anordnung kann nützlich sein, wenn ein Zug-Solenoid (zum Beispiel ein Zug-Solenoid-Aktor 734D, der in 10 gezeigt wird) nicht eingebaut werden kann. Diese Anordnung verwendet einen elektromagnetischen Aktor 734F, der eine Spulenanordnung 754F mit einem linear beweglichen Kolben 740F (das heißt einem Druck-Solenoid) enthält, der sich von dem Innenring 708 und Außenring 706F des Kupplungsmoduls 702F radial nach außen erstreckt, um den aktiven Rastfinger 736F als Reaktion auf eine Erregung der Spulenanordnung 754F zwischen seiner ausgebrachten (11) und seiner nicht ausgebrachten (12) Position zu bewegen. Wie zu sehen ist, weist der linear bewegliche Kolben 740F ein Endsegment 1000 zur Ineingriffnahme des Rastfingersegments 782F des aktiven Rastfingers 736F auf. Eine Bewegung des linear beweglichen Kolbens 740F in eine ausgezogene Position (11) führt dazu, dass eine Betätigungskraft auf ein unterseitiges Rastfingersegment 782F wirkt, um ein Schwenken des aktiven Rastfingers 736F um das Schwenkzapfensegment 780F in seine ausgebrachte Position mit seinem Endsegment 784F in Eingriff mit einem der Ratschenzähne 722 am Innenring 708 zu bewirken.
12 veranschaulicht die Funktionsweise des elektromagnetischen Aktormoduls 704F, wenn die Spulenanordnung 754F entregt wird. Diese Entregung gestattet ein Schwenken des aktiven Rastfingers 736F um das Schwenkzapfensegment 780F in seine nicht ausgebrachte Position mit seinem Endsegment 784F außer Eingriff mit den Ratschenzähnen 722 am Innenring 708.
Wie am besten in 13 gezeigt wird, definiert der aktive Rastfinger 736F eine Federtasche 1002 mit einem im Schwenkzapfensegment 780F angeordneten kreisförmigen Teil 1004 und einem sich davon in das Rastfingersegment 782F erstreckenden Lappenrückhalteteil 1006. Eine Torsionsrastfingerfeder 1008, die ein Paar Lappen aufweist, ist in der Federtasche 1002 angeordnet, wobei sich ein Lappen in den Lappenrückhalteteil 1006 der Federtasche 1002 erstreckt und der andere Lappen in einem im Außenring 706F ausgebildeten Federrückhalteschlitz (nicht gezeigt) angeordnet ist. Der Winkel zwischen dem im Außenring 706F ausgebildeten Federrückhalteschlitz und dem Lappenrückhalteteil 1006 gewährleistet eine Vorbelastung, die gemäß verschiedenen Eingaben feinabgestimmt werden kann. Auf diese Weise müssen der linear bewegliche Kolben 740F (11 und 12) und der aktive Rastfinger 736F nur in der Eingriffsrichtung Kontakt herstellen (das heißt den aktiven Rastfinger 736F in seine ausgebrachte Position bewegen). Der aktive Rastfinger 736F kehrt unter der Federvorspannungswirkung der Torsionsrastfingerfeder 1008 in seine versteckte oder nicht ausgebrachte Position zurück. Der linear bewegliche Kolben 740F kehrt unter der Kraft seiner eigenen inneren Feder (nicht gezeigt) in seine Ausschalt- oder ausgerückte Position zurück.
Auf die 14 und 15 Bezug nehmend, wird eine andere alternative Ausführungsform eines Aktormoduls 704G gezeigt, das zur Verwendung mit dem Kupplungsmodul 702G in einer steuerbaren Kupplung 700G konfiguriert ist. In dieser Version enthält der elektromagnetische Aktor 734G die Spulenanordnung 754G mit einem linear beweglichen Kolben 740G, der sich axial von dem Außenring 706G des Kupplungsmoduls 702G erstreckt, um den aktiven Rastfinger 736G als Reaktion auf eine Erregung der Spulenanordnung 754G zwischen seiner ausgebrachten (14) und seiner nicht ausgebrachten (nicht gezeigten) Position zu bewegen. Der aktive Rastfinger 736G definiert eine Kolbenrampe 1100 (15), die an einer Seite des Rastfingersegments 782G gebildet ist. Der linear bewegliche Kolben 740G weist ein Endsegment 1102 auf, das zur Ineingriffnahme der Kolbenrampe 1100 am Rastfingersegment 782G konfiguriert ist. Eine Bewegung des linear beweglichen Kolbens 740G in eine ausgezogene Position führt dazu, dass eine Betätigungskraft auf eine Kolbenrampe 1100 am Rastfingersegment 782G wirkt, um ein Schwenken des aktiven Rastfingers 736G um das Schwenkzapfensegment 780G in seine ausgebrachte Position mit seinem Endsegment 784G in Eingriff mit einem der Ratschenzähne 722G am Innenring 708G zu bewirken. Da die Kolbenrampe 1100 am Rastfingersegment 782G geneigt oder abgewinkelt ist (das heißt, ein geeignetes geneigtes Oberflächenmerkmal aufweist), bewirkt eine lineare Bewegung des Kolbens 740G in seine ausgezogene Position, dass das Endsegment 1102 die Kolbenrampe 1100 in Eingriff nimmt und den aktiven Rastfinger 736G um das Schwenkzapfensegment 780G bewegt. Der linear bewegliche Kolben 740G ist strategisch zwischen einem festen Anschlag oder einer nicht ausgebrachten Position des aktiven Rastfingers 736G positioniert. Aufgrund der Kolbenrampe 1100 verkeilt sich der linear bewegliche Kolben 740G selbst zwischen dem Gehäuse (das heißt dem Außenring 706G) und dem aktiven Rastfinger 736G, um den aktiven Rastfinger 736G aus seiner nicht ausgebrachten Position in seine ausgebrachte Position zu drehen. Wenn der linear bewegliche Kolben 740G zurückgezogen wird (wenn die Spulenanordnung 754G entregt wirkt), wirkt eine in der Federtasche 1104 des aktiven Rastfingers 736G angeordnete Torsionsfeder (zum Beispiel die in 13 gezeigte Torsionsfeder 1008) dahingehend, den Rastfinger 736G in seine nicht ausgebrachte Position zurückzuführen.
Alle der zuvor beschriebenen verschiedenen steuerbaren Freilaufkupplungen enthalten einen aktiven Rastfinger, der in einem ersten Kupplungsglied zur Bewegung zwischen einer freigegebenen (nicht ausgebrachten) und einer gesperrten (ausgebrachten) Position bezüglich an einem zweiten Kupplungsglied des Kupplungsmoduls ausgebildeten Ratschenzähnen schwenkbar gestützt wird. In jedem Fall wurde der aktive Rastfinger durch eine Rastfingerfeder zu seiner nicht ausgebrachten Position vorgespannt. Die nachfolgende detaillierte Beschreibung richtet sich auf Fortschritte und Verbesserungen an der Grenzfläche zwischen dem Rastfinger und der Rastfingerfeder zur Bereitstellung eines Kippsicherungsmerkmals.
Unter Bezugnahme auf die 16 und 17 enthält ein Teil einer steuerbaren Freilaufkupplung 101 in der Darstellung ein erstes Kupplungsglied 102 eines Kupplungsmoduls (oder des Gehäuses eines an dem ersten Kupplungsglied 102 fixierten Aktormoduls), einen aktiven Rastfinger 130 und eine Rastfingerfeder 150. Das erste Kupplungsglied 102 definiert in der Darstellung eine Rastfingerrückhaltekammer 109, die einen Schwenkkammerabschnitt 111 und einen Rastfingerkammerabschnitt 113 aufweist. Der aktive Rastfinger 130 ist dahingehend konfiguriert, ein längliches Eingriffssegment 115 und ein Schwenksegment 117 zu enthalten. Wie gezeigt wird, ist das Schwenksegment 117 des aktiven Rastfingers 130 in dem Schwenkkammerabschnitt 111 der Rastfingerrückhaltekammer 109 angeordnet, während sich das Eingriffssegment des aktiven Rastfingers 130 im Rastfingerkammerabschnitt 113 der Rastfingerrückhaltekammer 109 befindet. Der Eingriffsabschnitt 115 des aktiven Rastfingers 130 enthält eine unterseitige Fläche 119, eine Oberfläche 121 und eine Abschlussendfläche 123, die dazu konfiguriert ist, die Ratschenzähne (nicht gezeigt), die an einem zweiten Kupplungsglied (nicht gezeigt) des Kupplungsmoduls ausgebildet sind, freigebbar in Eingriff zu nehmen. Das Schwenksegment 117 des aktiven Rastfingers 130 enthält in der Darstellung einen zylindrischen Schwenkzapfen 125.
Die Rastfingerfeder 150 ist bei dieser nicht einschränkenden Ausführungsform als eine Torsionsfeder mit einem gewundenen Abschnitt 131, einem ersten oder inneren Lappenabschnitt 132 und einem zweiten oder äußeren Lappenabschnitt 134 konfiguriert. Der gewundene Abschnitt 131 der Rastfingerfeder 150 ist so angeordnet, dass er den Schwenkzapfen 125 am Schwenksegment 117 des aktiven Rastfingers 130 konzentrisch umgibt, und enthält mehrere miteinander verbundene Windungsschleifen, die zwischen einer ersten oder inneren Windungsschleife 131A, von der sich der innere Lappenabschnitt 132 erstreckt, und einer zweiten oder äußeren Windungsschleife 131 B, von der sich der äußere Lappenabschnitt 134 erstreckt, definiert sind. Der innere Lappenabschnitt 132 ist dahingehend gebogen, einen ersten Schenkelteil 132A und einen zweiten Schenkelteil 132B zu bilden. Der erste Schenkelteil 132 befindet sich in der Darstellung von 16 neben einer Seitenfläche 136 des Rastfingers 130. Der zweite Schenkelteil 132B befindet sich in der Darstellung von 16 in Eingriff mit der unterseitigen Fläche 119 am Eingriffssegment 115 des aktiven Rastfingers 130. Die Grenzfläche zwischen dem ersten Schenkelteil 132A und dem zweiten Schenkelteil 132B wird durch einen gebogenen Teil 132C definiert. Der gebogene Teil 132C des inneren Lappenabschnitts 132 der Torsionsfeder 150 ist so konfiguriert, dass er sich in der Nähe des Schnittpunkts der Seitenfläche 136 und der unterseitigen Fläche 119 am Eingriffssegment 115 des aktiven Rastfingers 130 befindet. 16 veranschaulicht, dass sich der zweite Schenkelteil 132B des zweiten Lappensegments 132 entlang und in kontinuierlichem Kontakt mit der unterseitigen Fläche 119 des aktiven Rastfingers 130 erstreckt. Vorzugsweise wird die Länge des zweiten Schenkelteils 132B so ausgewählt, dass sie sich an mindestens der halben Breite des Eingriffssegments 115 vorbei erstreckt, um eine gut verteilte Rückstellkraft am aktiven Rastfinger 130 bereitzustellen.
Unter weiterer Bezugnahme auf die 16 und 17 enthält der äußere Lappenabschnitt 134 in der Darstellung einen Schenkelteil 134A, der in einer im ersten Kupplungsglied 102 ausgebildeten Haltekerbe 140 angeordnet ist und der in kontinuierlichem Eingriff mit einem Seitenwandteil 140A der Haltekerbe 140 festgehalten wird. 17 zeigt, dass ein Maß „X“, das einen Versatzabstand definiert, zwischen dem ersten Schenkelteil 132A des inneren Lappenabschnitts 132 und dem Schenkelteil 134A des äußeren Lappenabschnitts 134 hergestellt ist. Dieses Versatzmaß „X“ entspricht allgemein der Höhe des gewundenen Abschnitts 131 der Torsionsfeder 150.
Die Kerbe 140 ist zwischen dem ersten Seitenwandteil 140A und einem zweiten Seitenwandteil 140B eingezeichnet, so dass der Schenkelteil 134A des äußeren Lappenabschnitts 134 in kontinuierlichem Eingriff mit der Haltekerbe 140 festgehalten wird, um eine Bewegung des äußeren Lappenabschnitts 134 darin zu verhindern. Darüber hinaus und als Alternative kann die Haltekerbe 140 als eine im ersten Kupplungsglied 102 ausgebildete Bohrung (nicht gezeigt) konfiguriert sein. Durch Konfigurieren der Haltekerbe 140 als eine Bohrung kann der Schenkelteil 134A des äußeren Lappenabschnitts 134 in kontinuierlichem Eingriff in der Bohrung um den Umfang des Schenkelteils 134A herum festgehalten werden. Darüber hinaus und als Alternative kann der Schenkelteil 134A des äußeren Lappenabschnitts 134 mit einem gebogenen Abschlussendteil (nicht gezeigt) konfiguriert sein, um eine in Wandteil 140A oder Wandteil 140B ausgebildete Bohrung in Eingriff zu nehmen.
Aufgrund des Eingriffs des zweiten Schenkelsegments 132B des inneren Lappenabschnitts 132 mit der Innenfläche 119 des aktiven Rastfingers 130 und Eingriffs des Schenkelsegments 134A des äußeren Lappenabschnitts 134 mit Wandteil 140A und/oder Wandteil 140B der Haltekerbe 140 ist die Rastfingerfeder 150 dahingehend konfiguriert, in Normalstellung den aktiven Rastfinger 130 zu seiner nicht ausgebrachten Position vorzuspannen. Um bei Bewegung des aktiven Rastfingers 130 in seine ausgebrachte Position ein unerwünschtes „Kippen“ des gewundenen Abschnitts 131 bezüglich des Schwenkzapfens 125 zu vermeiden, sollte jedoch das Maß „X“ ( 17) auf ein Minimum reduziert werden, was wiederum zu einer geringeren Variation der Federrate der Rastfingerfeder 150 führt. Gemäß diesem Wunsch der Optimierung der Funktionalität der Rastfingerfeder 150 wird nunmehr eine in Verbindung mit den 18 bis 20 offenbarte alternative Anordnung beschrieben.
Die 18-20 veranschaulichen einen Teil einer steuerbaren Freilaufkupplung 101', die dazu modifiziert ist, eine alternative Ausführungsform einer Rastfingerfeder 150' in Verbindung mit dem ersten Kupplungsglied 102' und dem aktiven Rastfinger 130' zu verwenden. Im Allgemeinen ist die Rastfingerfeder 150' dazu konfiguriert, in einem Versuch, ein verbessertes Kippsicherungsmerkmal bereitzustellen, das Versatzmaß „X“ von dem zuvor in 17 gezeigten auf das in 20 gezeigte signifikant zu reduzieren. Die Rastfingerfeder 150' enthält in der Darstellung einen gewundenen Abschnitt 152, einen ersten oder inneren Lappenabschnitt 154 und einen zweiten oder äußeren Lappenabschnitt 156. Der gewundene Abschnitts 152 ist so angeordnet, dass er einen sich von einem Schwenksegment 117' des aktiven Rastfingers 130' erstreckenden Schwenkzapfen 125' konzentrisch umgibt, und enthält mehrere miteinander verbundene Windungsschleifen, die zwischen einer ersten oder inneren Windungsschleife 152A, von der sich der innere Lappenabschnitt 154 erstreckt, und einer zweiten oder äußeren Windungsschleife 152B, von der sich der äußere Lappenabschnitt 156 erstreckt, definiert sind. Der innere Lappenabschnitt 154 ist dahingehend gebogen, einen ersten Schenkelteil 154A, der sich neben der Seitenfläche 136 des aktiven Rastfingers 130' befindet, und einen zweiten Schenkelteil 154B, der in einer im Eingriffssegment 115' des aktiven Rastfingers 130' ausgebildeten länglichen Haltebohrung 160 angeordnet ist, zu definieren. Die Grenzfläche zwischen dem ersten Schenkelteil 154A und dem zweiten Schenkelteil 154B wird durch einen gebogenen Teil 154C definiert. Der gebogene Teil 154C des inneren Lappenabschnitts 154 der Torsionsfeder 150' ist so konfiguriert, dass er sich in der Nähe des Schnittpunkts der Seitenfläche 136 und einer Haltebohrung 160 befindet, so dass sich im Wesentlichen der gesamte zweite Schenkelteil 154B in der Haltebohrung 160 befindet. Die Haltebohrung 160 kann vollständig durch den Eingriffsabschnitt 115' des aktiven Rastfingers 130' verlaufen. Die Länge des zweiten Schenkelteils 154B des inneren Lappenabschnitts 154 ist so ausgewählt, dass er sich vorzugsweise mindestens über eine Hälfte des Breitenmaßes des aktiven Rastfingers 130' hinaus und besonders bevorzugt über die gesamte Breite des aktiven Rastfingers 130' erstreckt.
Bei dieser besonderen Ausführungsform ist der äußere Lappenabschnitt 156 auch gebogen, um einen ersten Schenkelteil 156A, einen zweiten Schenkelteil 156B und einen dritten Schenkelteil 156C zu definieren. Ein erster gebogener Teil 156D verbindet den ersten Schenkelteil 156A und den zweiten Schenkelteil 156B, während ein zweiter gebogener Teil 156E den zweiten Schenkelteil 156B und den dritten Schenkelteil 156C miteinander verbindet. Der äußere Lappenabschnitt 156 wird wieder in einem gekerbten Teil 140' des ersten Kupplungsglieds 102' gegen eine Seitenwand 140A' festgehalten. Wie am besten aus den 19 und 20 ersichtlich, ist der dritte Schenkelteil 156C des äußeren Lappenabschnitts 156 allgemein in einer gemeinsamen Ebene mit dem ersten Schenkelteil 154A des inneren Lappenabschnitts 154 ausgerichtet, so dass das „X“-Versatzmaß relativ gering ist, wenn es nicht null ist.
Kurz gefasst, die Rastfingerfeder 150' ist eine Verbesserung gegenüber der Rastfingerfeder 150, die einen gebogenen äußeren Lappenabschnitt 156 verwendet, um einen dritten Schenkelteil 156C, der sich in näherer Beziehung zum ersten Schenkelteil 154A des inneren Lappenabschnitts 154 befindet, in Kombination mit dem Zurückhalten des zweiten Schenkelteils 154B des inneren Lappenabschnitts 154 in der Rastfingerbohrung 160 zur Bereitstellung eines Kippsicherungsmerkmals bei Belastung der Rastfingerfeder 150' bereitzustellen. Es sei darauf hingewiesen, dass die Länge des zweiten Schenkelteils 154B des inneren Lappens 154 so ausgewählt ist, dass er sich über mehr als eine Hälfte des Rastfingerbreitenmaßes des aktiven Rastfingers 130' in der Bohrung 160 erstreckt. Diese an der Rastfingerfeder 150' vorgenommenen Änderungen verbessern stark das Federverhalten unter Last, wodurch eine einheitlichere Federbelastung, die theoretischen Werten folgt, ermöglicht wird, da das Fehlen einer Kippwirkung die Reibung zwischen dem gewundenen Abschnitt 152 und dem Schwenkzapfen 125' auf ein Minimum reduziert. Es versteht sich, dass ein elektromagnetischer Aktor ähnlich jeglichen der zuvor offenbarten dazu verwendet werden kann, den aktiven Rastfinger 130, 130' entgegen der Vorspannung der Rastfingerfeder 150, 150' aus seiner nicht ausgebrachten Position in seine ausgebrachte Position zu bewegen. Darüber hinaus kann die verbesserte Rastfingerfeder 150, 150' mit jeglichen der zuvor beschriebenen aktiven Rastfingeranordnungen verwendet werden, um das gewünschte Kippsicherungsmerkmal und verbesserte Federratenkennwerte bereitzustellen. Schließlich kann die verbesserte Rastfingerfeder 150, 150' auch in Verbindung mit passiven Rastfingern verwendet werden.
Die vorhergehende Beschreibung der Ausführungsformen ist zu Veranschaulichungs- und Beschreibungszwecken bereitgestellt worden. Sie soll nicht abschließend sein oder die Offenbarung einschränken. Einzelne Elemente oder Merkmale einer bestimmten Ausführungsform sind im Allgemeinen nicht auf die bestimmte Ausführungsform beschränkt, sondern, wo zutreffend, austauschbar und können in einer ausgewählten Ausführungsform verwendet werden, selbst wenn nicht speziell gezeigt und beschrieben. Diese kann auch auf verschiedene Weisen geändert werden. Solche Variationen sollen nicht als Abweichung von der Offenbarung betrachtet werden, und alle solchen Modifikationen sollen im Schutzumfang der Offenbarung mit enthalten sein.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

US 6290044 [0005]
US 8079453 [0005]
US 8491439 [0005]
US 8196724 [0005]
US 8276725 [0005]
US 8418825 [0005]

Claims

Freilaufkupplungsanordnung, umfassend: ein Kupplungsmodul, das eine erste Kupplungskomponente und eine zweite Kupplungskomponente, die zur Drehung bezüglich der ersten Kupplungskomponente angeordnet ist und Ratschenzähne aufweist, aufweist, und ein Aktormodul, das an der ersten Kupplungskomponente angebracht ist und einen elektromagnetischen Aktor mit einer erregbaren Spulenanordnung und einem beweglichen Betätigungsglied, einen Rastfinger, der zur Bewegung zwischen einer nicht ausgebrachten Position, die von Eingriff mit den Ratschenzähnen versetzt ist, und einer ausgebrachten Position, die mit den Ratschenzähnen in Eingriff steht, schwenkbar an der ersten Kupplungskomponente angebracht ist, und eine Rastfingervorspannanordnung zum Vorspannen des Rastfingers zu seiner nicht ausgebrachten Position enthält, wobei das Betätigungsglied den Rastfinger als Reaktion auf eine Erregung der Spulenanordnung aus seiner nicht ausgebrachten Position in seine ausgebrachte Position bewegt, wobei die Rastfingervorspannanordnung eine Torsionsfeder enthält, die einen ersten Lappenabschnitt, der den Rastfinger in Eingriff nimmt, und einen zweiten Lappenabschnitt, der ein in der ersten Kupplungskomponente ausgebildetes Rückhaltemerkmal in Eingriff nimmt, enthält, wobei der erste Lappenabschnitt bezüglich des zweiten Lappenabschnitts dahingehend ausgerichtet ist, bei Belastung der Torsionsfeder als Reaktion auf eine Bewegung des Rastfingers aus seiner nicht ausgebrachten Position in seine ausgebrachte Position eine Kippsicherungsfunktion bereitzustellen.
Freilaufkupplung nach Anspruch 1, wobei der Rastfinger ein Schwenksegment, das einen hochstehenden Schwenkzapfen aufweist, und ein Eingriffssegment mit einem Endteil, der zur Ineingriffnahme der Ratschenzähne, wenn sich der Rastfinger in seiner ausgebrachten Position befindet, konfiguriert ist, enthält, wobei die Torsionsfeder einen gewundenen Abschnitt enthält, der den Schwenkzapfen umgibt und mehrere miteinander verbundene Windungsschleifen aufweist, und wobei eine erste Windungsschleife mit dem ersten Lappenabschnitt verbunden ist und eine zweite Windungsschleife mit dem zweiten Lappenabschnitt verbunden ist.
Freilaufkupplung nach Anspruch 2, wobei der erste Lappenabschnitt einen ersten Schenkelteil enthält, der über einen gebogenen Teil mit einem zweiten Schenkelteil verbunden ist, und wobei der erste Schenkelteil so ausgerichtet ist, dass er sich entlang einer Seitenfläche des Eingriffssegments des Rastfingers erstreckt, und der zweite Schenkelteil ein an dem Eingriffssegment des Rastfingers ausgebildetes Haltemerkmal in Eingriff nimmt.
Freilaufkupplung nach Anspruch 3, wobei das Haltemerkmal eine unterseitige Stirnfläche des Eingriffssegments des Rastfingers ist, die sich bezüglich der Seitenfläche quer erstreckt, und wobei der zweite Schenkelteil des ersten Lappenabschnitts die unterseitige Stirnfläche in Eingriff nimmt.
Freilaufkupplung nach Anspruch 3, wobei das Haltemerkmal eine im Eingriffssegment des Rastfingers ausgebildete Bohrung ist, die von der Seitenfläche nach innen verläuft, und wobei der zweite Schenkelteil des ersten Lappenabschnitts in der Bohrung angeordnet ist.
Freilaufkupplung nach Anspruch 3, wobei der zweite Lappenabschnitt einen Schenkelteil enthält, der das an der ersten Kupplungskomponente ausgebildete Rückhaltemerkmal in Eingriff nimmt, und wobei der Abstand zwischen dem ersten Schenkelteil des ersten Lappenabschnitts und dem Schenkelteil des zweiten Lappenabschnitts ein Versatzmaß definiert, das das Kippsicherungsmerkmal bereitstellt.
Freilaufkupplung nach Anspruch 6, wobei das Rückhaltemerkmal ein in der ersten Kupplungskomponente ausgebildeter länglicher Schlitz ist, der einen Seitenwandteil aufweist, der sich mit dem Schenkelteil des zweiten Lappenabschnitts in kontinuierlichem Eingriff befindet.
Freilaufkupplung nach Anspruch 7, wobei das am Rastfinger ausgebildete Haltemerkmal als eine unterseitige Stirnfläche des Eingriffssegments definiert ist, die sich bezüglich der Seitenfläche quer erstreckt, und wobei der zweite Schenkelteil des ersten Lappenabschnitts die unterseitige Stirnfläche in Eingriff nimmt.
Freilaufkupplung nach Anspruch 7, wobei das am Rastfinger ausgebildete Haltemerkmal eine von der Seitenfläche in das Eingriffssegment verlaufende längliche Bohrung ist, und wobei der zweite Schenkelteil des ersten Lappenabschnitts in der Bohrung angeordnet ist.
Freilaufkupplung nach Anspruch 3, wobei der zweite Lappenabschnitt einen ersten Schenkelteil, der über einen ersten gebogenen Teil mit einem zweiten Schenkelteil verbunden ist, und einen dritten Schenkelteil, der über einen zweiten gebogenen Teil mit dem zweiten Schenkelteil verbunden ist, enthält, wobei mindestens Teile des zweiten und dritten Schenkelteils des zweiten Lappenabschnitts das in der ersten Kupplungskomponente ausgebildete Rückhaltemerkmal in Eingriff nehmen, und wobei der erste Schenkelteil des ersten Lappenabschnitts und der dritte Schenkelteil des zweiten Lappenabschnitts entlang einer gemeinsamen Ebene ausgerichtet sind, um das Kippsicherungsmerkmal bereitzustellen.
Freilaufkupplung nach Anspruch 10, wobei das Rückhaltemerkmal ein in der ersten Kupplungskomponente ausgebildeter länglicher Schlitz ist, der einen Seitenwandteil aufweist, der sich mit dem zweiten und/oder dritten Schenkelteil des zweiten Lappenabschnitts in kontinuierlichem Eingriff befindet.
Freilaufkupplung nach Anspruch 11, wobei das am Rastfinger ausgebildete Haltemerkmal eine unterseitige Stirnfläche des Eingriffssegments ist, die sich bezüglich der Seitenfläche quer erstreckt, und wobei sich der zweite Schenkelteil des ersten Lappenabschnitts mit der unterseitigen Stirnfläche in konstantem Eingriff befindet.
Freilaufkupplung nach Anspruch 11, wobei das am Rastfinger ausgebildete Haltemerkmal eine von der Seitenfläche in das Eingriffssegment verlaufende längliche Bohrung ist, und wobei der zweite Schenkelteil des ersten Lappenabschnitts in der Bohrung angeordnet ist.
Freilaufkupplung, umfassend: ein Kupplungsmodul, das eine erste Kupplungskomponente und eine zweite Kupplungskomponente, die zur Drehung bezüglich der ersten Kupplungskomponente angeordnet ist und Ratschenzähne aufweist, aufweist, und ein Aktormodul, das an der ersten Kupplungskomponente angebracht ist und einen elektromagnetischen Aktor mit einer erregbaren Spulenanordnung und einem beweglichen Betätigungsglied, einen Rastfinger, der zur Bewegung zwischen einer nicht ausgebrachten Position, die von Eingriff mit den Ratschenzähnen versetzt ist, und einer ausgebrachten Position, die mit den Ratschenzähnen in Eingriff steht, gestützt wird, und eine Rastfingervorspannanordnung zum Vorspannen des Rastfingers zu seiner nicht ausgebrachten Position enthält, wobei sich das Betätigungsglied als Reaktion auf eine Erregung der Spulenanordnung aus einer ersten Position in eine zweite Position bewegt, um ein Bewegen des Rastfingers aus seiner nicht ausgebrachten Position in seine ausgebrachte Position zu bewirken, und wobei das Betätigungsglied als Reaktion auf eine Entregung der Spulenanordnung in seine erste Position zurückkehrt, so dass die Rastfingervorspannanordnung den Rastfinger in seine nicht ausgebrachte Position zurück treibt, wobei die Rastfingervorspannanordnung eine Torsionsfeder enthält, die einen gewundenen Abschnitt, der einen sich von dem Rastfinger erstreckenden Schwenkzapfen umgibt, einen ersten Lappenabschnitt, der sich von dem gewundenen Abschnitt erstreckt und ein am Rastfinger ausgebildetes Haltemerkmal in Eingriff nimmt, und einen zweiten Lappenabschnitt, der sich von dem gewundenen Abschnitt erstreckt und ein an der ersten Kupplungskomponente ausgebildetes Rückhaltemerkmal in Eingriff nimmt, aufweist.
Freilaufkupplung nach Anspruch 14, wobei der erste Lappenabschnitt einen ersten Schenkelteil enthält, der über einen gebogenen Teil mit einem zweiten Schenkelteil verbunden ist, und wobei der erste Schenkelteil so ausgerichtet ist, dass er sich entlang einer Seitenfläche des Eingriffssegments des Rastfingers erstreckt, und der zweite Schenkelteil das an dem Eingriffssegment des Rastfingers ausgebildete Haltemerkmal in Eingriff nimmt.
Freilaufkupplung nach Anspruch 15, wobei das Haltemerkmal eine unterseitige Stirnfläche des Eingriffssegments des Rastfingers ist, die sich bezüglich der Seitenfläche quer erstreckt, und wobei der zweite Schenkelteil des ersten Lappenabschnitts die unterseitige Stirnfläche in Eingriff nimmt.
Freilaufkupplung nach Anspruch 15, wobei das Haltemerkmal eine im Eingriffssegment des Rastfingers ausgebildete Bohrung ist, die von der Seitenfläche nach innen verläuft, und wobei der zweite Schenkelteil des ersten Lappenabschnitts in der Bohrung angeordnet ist.
Freilaufkupplung nach Anspruch 14, wobei der zweite Lappenabschnitt einen ersten Schenkelteil, der über einen ersten gebogenen Teil mit einem zweiten Schenkelteil verbunden ist, und einen dritten Schenkelteil, der über einen zweiten gebogenen Teil mit dem zweiten Schenkelteil verbunden ist, enthält, wobei mindestens Teile des zweiten und dritten Schenkelteils des zweiten Lappenabschnitts das in der ersten Kupplungskomponente ausgebildete Rückhaltemerkmal in Eingriff nehmen, und wobei der erste Schenkelteil des ersten Lappenabschnitts und der dritte Schenkelteil des zweiten Lappenabschnitts entlang einer gemeinsamen Ebene ausgerichtet sind, um das Kippsicherungsmerkmal bereitzustellen.
Freilaufkupplung nach Anspruch 18, wobei das Rückhaltemerkmal ein in der ersten Kupplungskomponente ausgebildeter länglicher Schlitz ist, der einen Seitenwandteil aufweist, der sich mit dem zweiten und/oder dritten Schenkelteil des zweiten Lappenabschnitts in kontinuierlichem Eingriff befindet.
Freilaufkupplung nach Anspruch 19, wobei das am Rastfinger ausgebildete Haltemerkmal eine unterseitige Stirnfläche eines Eingriffssegments ist, die sich bezüglich einer Seitenfläche des Eingriffssegments quer erstreckt, und wobei der zweite Schenkelteil des ersten Lappenabschnitts mit der unterseitigen Stirnfläche in konstantem Eingriff steht.
Freilaufkupplung nach Anspruch 19, wobei das am Rastfinger ausgebildete Haltemerkmal eine von einer Seitenfläche in ein Eingriffssegment verlaufende längliche Bohrung ist, und wobei der zweite Schenkelteil des ersten Lappenabschnitts in der Bohrung angeordnet ist.