DE102022000740A1

DE102022000740A1 - Freilaufanordnung und Antriebsstrang für ein Kraftfahrzeug mit einer solchen Freilaufanordnung

Info

Publication number: DE102022000740A1
Application number: DE102022000740.1A
Authority: DE
Inventors: Friedrich Philipp Brezger; Oliver Groneberg; Calahan Campton; Steven J. Kowal
Original assignee: BorgWarner Inc
Current assignee: BorgWarner Inc
Priority date: 2022-03-02
Filing date: 2022-03-02
Publication date: 2023-09-07
Also published as: CN116696957A; US20230279909A1

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Freilaufanordnung (4) mit einem Freilauf (2), der einen ersten Laufring (44), einen zweiten Laufring (46), mindestens ein Klemmelement (26; 28) zwischen dem ersten und zweiten Laufring (44, 46), das zwischen einer Kopplungsstellung und einer Lösestellung bewegbar ist, und ein Stellelement (42) zum Verstellen des mindestens einen Klemmelements (26; 28) aufweist, wobei das Stellelement (42) an dem ersten Laufring (44) angeordnet und relativ zu dem ersten Laufring (44) bewegbar ist. Eine Reibeinrichtung (52) zur Erzeugung einer auf das Stellelement (42) wirkenden Reibkraft ist vorgesehen, die einer auf den ersten Laufring (44) wirkenden Antriebskraft unter Erzielung einer Bewegung des Stellelements (42) relativ zu dem ersten Laufring (44) entgegenwirkt. Darüber hinaus betrifft die vorliegende Erfindung einen Antriebsstrang (82) mit einer solchen Freilaufanordnung (4).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Freilaufanordnung mit einem Freilauf, der einen ersten Laufring, einen zweiten Laufring, mindestens ein Klemmelement zwischen dem ersten und zweiten Laufring, das zwischen einer Kopplungsstellung und einer Lösestellung bewegbar ist, und ein Stellelement zum Verstellen des mindestens einen Klemmelements aufweist, wobei das Stellelement an dem ersten Laufring angeordnet und relativ zu dem ersten Laufring bewegt werden kann. Darüber hinaus betrifft die vorliegende Erfindung einen Antriebsstrang für ein Kraftfahrzeug mit einer solchen Freilaufanordnung.
Die DE 10 2021 002 531 A1 beschreibt einen Freilauf mit einem ersten Laufring, einem zweiten Laufring und mehreren Klemmelementen zwischen dem ersten und zweiten Laufring. Die als Sperrklinken ausgebildeten Klemmelemente können zwischen einer Lösestellung, in der der erste Laufring in einer Drehrichtung relativ zu dem zweiten Laufring verdreht werden kann, in eine Kopplungsstellung bewegt oder verschwenkt werden, in der der erste Laufring in der genannten Drehrichtung über mindestens eines der Klemmelemente mit dem zweiten Laufring drehmitnahmegekoppelt ist. Um den bekannten Freilauf gezielt steuern bzw. betätigen zu können, weist dieser ferner ein an dem ersten Laufring angeordnetes und relativ zu dem ersten Laufring bewegbares Stellelement auf, mittels dessen die Klemmelemente verstellt werden können. So ist das Stellelement bei dem bekannten Freilauf ringförmig ausgebildet und relativ zu dem ersten Laufring verdrehbar, um die Klemmelemente in die Lösestellung bzw. Kopplungsstellung überführen zu können. Eine Betätigungseinrichtung, mit deren Hilfe das Stellelement relativ zu dem ersten Laufring bewegt werden kann, um ein Verstellen der Klemmelemente zu bewirken, ist nicht offenbart. Aus der Praxis sind jedoch Antriebseinrichtungen bekannt, die eine entsprechende Bewegungskraft erzeugen und diese über eine zwischen der Antriebseinrichtung und dem Stellelement wirkende Mechanik auf das Stellelement übertragen. Eine solche Antriebseinrichtung und Mechanik mit entsprechenden Aktuatoren und der zugehörigen Steuerung benötigt zusätzlichen Bauraum, macht den Freilauf störanfälliger und erfordert eine aufwendige Steuerung.
Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Freilaufanordnung der gattungsgemäßen Art derart weiterzubilden, dass diese einen einfachen und platzsparenden Aufbau aufweist und eine einfache und sichere Steuerung gewährleistet. Darüber hinaus liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Antriebsstrang für ein Kraftfahrzeug mit einer derart vorteilhaften Freilaufanordnung zu schaffen.
Diese Aufgabe wird durch die in den Patentansprüchen 1 bzw. 10 angegebenen Merkmale gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Die erfindungsgemäße Freilaufanordnung kommt vorzugsweise im Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs zum Einsatz und weist einen Freilauf auf. Der Freilauf weist einen ersten Laufring, also beispielsweise einen Außenring oder Innenring, einen zweiten Laufring, also beispielsweise einen Innenring oder Außenring, und mindestens ein zwischen dem ersten und zweiten Laufring angeordnetes Klemmelement auf. Bei dem Klemmelementen handelt es sich vorzugsweise um verschwenkbare Sperrklinken, so dass bei einer solchen Ausführungsvariante auch von einem Sperrklinkenfreilauf der Freilaufanordnung gesprochen werden kann. Die Klemmelemente können zwischen einer Kopplungsstellung und einer Lösestellung bewegt oder verschwenkt werden. So ist in einer Kopplungsstellung über zumindest ein Klemmelement eine Kopplung zwischen erstem und zweitem Laufring in zumindest einer Relativdrehrichtung erzielt, während in der Lösestellung eine Relativdrehung in der genannten Relativdrehrichtung ermöglicht ist. Um das mindestens eine Klemmelement gezielt in die jeweilige Stellung überführen bzw. Verstellen zu können, ist ein Stellelement zum Verstellen des mindestens einen Klemmelements vorgesehen. Das Stellelement, das vorzugsweise als Stellring ausgebildet ist, ist an dem ersten Laufring des Freilaufs angeordnet und kann relativ zu dem ersten Laufring bewegt, vorzugsweise verdreht, werden. Hierbei ist es bevorzugt, wenn das Stellelement lediglich in einem begrenzten Bereich relativ zu dem ersten Laufring bewegbar oder verdrehbar ist. Um eine einfache, sichere und platzsparende Steuerung des Stellelements und mithin der Klemmelemente zu erzielen, ist eine Reibeinrichtung zur Erzeugung einer auf das Stellelement wirkenden Reibkraft vorgesehen, wobei die Reibkraft einer auf den ersten Laufring wirkenden Antriebskraft unter Erzielung einer Bewegung des Stellelements relativ zu dem ersten Laufring entgegenwirkt, so dass durch die Bewegung des Stellelements relativ zu dem ersten Laufring eine entsprechende Verstellung des mindestens einen Klemmelements möglich ist. Bei einem relativ zu dem ersten Laufring verdrehbaren Stellelement ist es bevorzugt, wenn die Reibeinrichtung der Erzeugung eines auf das Stellelement wirkenden Reibmoments, das aus der Reibkraft resultiert, dient, wobei das Reibmoment einem auf den ersten Laufring wirkenden Antriebsmoment, das aus der Antriebskraft resultiert, unter Erzielung der Bewegung bzw. Drehung des Stellelements relativ zu dem ersten Laufring entgegenwirkt. In jedem Fall ist bei der erfindungsgemäßen Freilaufanordnung durch die Reibeinrichtung ein besonders einfacher und zuverlässiger Aufbau erzielt, der eine entsprechend einfache und zuverlässige Steuerung des Stellelements und mithin des mindestens einen Klemmelements bewirkt.
In einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Freilaufanordnung ist die Reibeinrichtung derart ausgebildet, dass die Reibkraft oder das Reibmoment durch eine Vergrößerung der Drehzahl des ersten Laufrings automatisch verringert werden kann oder verringert ist. So könnte die Reibeinrichtung bei dieser Ausführungsform beispielsweise in der Art einer Fliehkraftkupplung ausgebildet sein. Mit dieser Ausführungsform ist eine Freilaufanordnung geschaffen, die ohne Eingriff von außen in Abhängigkeit von der Drehzahl des ersten Laufrings einfach und zuverlässig beeinflussbar oder/und steuerbar ist.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Freilaufanordnung ist die Reibeinrichtung derart ausgebildet, dass die Reibkraft oder das Reibmoment durch eine Vergrößerung der Drehzahl des ersten Laufrings automatisch und fliehkraftbedingt verringert werden kann oder verringert ist, um sinngemäß die bereits vorangehend angedeutete Fliehkraftkupplung auszubilden.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Freilaufanordnung ist die Reibeinrichtung derart ausgebildet, dass die Reibkraft oder das Reibmoment ab einer vorbestimmten Drehzahl des ersten Laufrings nicht nur verringert, sondern gänzlich aufgehoben ist, so dass die Reibkraft oder das Reibmoment der Bewegung oder Drehung des Stellelements und somit auch des ersten Laufrings nicht mehr entgegenwirkt.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Freilaufanordnung weist die Reibeinrichtung mindestens ein stellelementseitiges Reibteil und mindestens ein mit dem stellelementseitigem Reibteil unter Erzeugung der Reibkraft oder des Reibmoments in Reibeingriff bringbares oder gebrachtes komponentenseitiges Reibteil auf. Das stellelementseitige Reibteil kann als separates Reibteil mit dem Stellelement drehmitnahmegekoppelt oder einstückig mit dem Stellelement ausgebildet sein. Das komponentenseitige Reibteil kann ebenfalls als separates Reibteil mit einer weiteren Komponente der Freilaufanordnung drehmitnahmegekoppelt oder einstückig mit einer solchen weiteren Komponente der Freilaufanordnung ausgebildet sein. Bei der weiteren Komponente kann es sich grundsätzlich um jedwede Komponente der Freilaufanordnung handeln, die eine Relativdrehung zu dem ersten Laufring und mithin auch dem Stellelement vollzieht, um im Reibeingriff die/das der Antriebskraft oder dem Antriebsmoment entgegenwirkende Reibkraft oder Reibmoment zu erzeugen. Als besonders vorteilhaft hat es sich jedoch herausgestellt, wenn es sich bei der weiteren Komponente um eine feststehende Komponente der Freilaufanordnung handelt, um das Betriebsverhalten der Freilaufanordnung besonders sicher vorgeben zu können. So hat es sich als besonders vorteilhaft herausgestellt, wenn die weitere Komponente nicht nur feststehend, sondern als feststehendes Gehäuse der Freilaufanordnung ausgebildet ist, um ein ohnehin vorhandenes Bauteil der Freilaufanordnung oder des Antriebsstrangs zur platzsparenden Realisierung der Reibeinrichtung heranzuziehen.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Freilaufanordnung ist das stellelementseitige Reibteil durch ein Federelement in einer ersten axialen Richtung gegen das komponentenseitige Reibteil vorgespannt. Um bei dieser Ausführungsform eine noch größere Reibkraft zu erzielen, ist es ferner bevorzugt, wenn ein zweites stellelementseitiges Reibteil vorgesehen ist, das durch das Federelement in einer der ersten axialen Richtung entgegengesetzten zweiten axialen Richtung gegen ein zweites komponentenseitiges Reibteil vorgespannt ist. Zwar könnte dem zweiten stellelementseitigen Reibteil ein zusätzliches Federelement zugeordnet sein, durch die Verwendung desselben Federelements für beide stellelementseitigen Reibteile ist jedoch ein besonders kompakter Aufbau erzielt.
Wie bereits vorangehend angedeutet, ist die Reibkraft bzw. das Reibmoment der Reibeinrichtung bei einer vorteilhaften Ausführungsform vorzugsweise fliehkraftbedingt verringerbar oder verringert. Vor diesem Hintergrund ist eine von dem zuvor erwähnten Federelement auf das stellelementseitige Reibteil oder die stellelementseitigen Reibteile aufbringbare Federkraft in einer besonders bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemä-ßen Freilaufanordnung fliehkraftbedingt verringerbar oder verringert. Mit anderen Worten verringert sich die von dem Federelement aufgebrachte Federkraft mit steigender Drehzahl des ersten Laufrings und der damit ansteigenden, auf das Federelement wirkenden Fliehkraft. In diesem Zusammenhang hat sich insbesondere ein Federelement als vorteilhaft herausgestellt, das in der Art eines mit dem stellelementseitigen Reibteil oder den stellelementseitigen Reibteilen zusammenwirkenden fliehkraftbedingt elastisch aufweitbaren Rings ausgebildet ist. So kann es sich bei dem elastisch aufweitbaren Ring beispielsweise um einen Ring handeln, der eine Unterbrechung aufweist, um ein elastisches Aufweiten zu vereinfachen. Überdies hat es sich bei der Verwendung eines solchen elastisch aufweitbaren Rings als vorteilhaft herausgestellt, wenn entweder der Querschnitt des Rings oder das mit dem Ring zusammenwirkende stellelementseitige Reibteil eine schräge Kontaktfläche aufweist, so dass die in radialer Richtung nach innen wirkende Federkraft in geeigneter Weise in die genannte axiale Richtung umgelenkt werden kann, um die Vorspannung des jeweiligen stellelementseitigen Reibteils gegen das komponentenseitige Reibteil zu erzielen.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Freilaufanordnung ist das mindestens eine stellelementseitige Reibteil ein Axialfinger, wobei vorzugsweise mehrere in Umfangsrichtung voneinander beabstandete stellelementseitige Reibteile in Form eines solchen Axialfingers vorgesehen sind. Der Axialfinger ist in radialer Richtung nach innen gegen das komponentenseitige Reibteil vorgespannt, wobei die Vorspannung aufgrund der Elastizität des Axialfingers, nicht aber durch ein zusätzliches Federelement bewirkt ist, wodurch der Aufbau der Freilaufanordnung deutlich vereinfacht ist. Der Axialfinger ist derart dimensioniert bzw. ausgebildet, dass dieser fliehkraftbedingt unter Reduzierung einer auf das komponentenseitige Reibteil wirkenden Vorspannkraft elastisch in radialer Richtung nach außen gebogen werden kann, um die Reibkraft bzw. das Reibmoment der Reibeinrichtung zu verringern. Wie bereits vorangehend angedeutet, kann durch den Verzicht auf ein separates Federelement ein besonders einfacher und zuverlässiger Aufbau erzielt werden.
Um bei der vorangehend beschriebenen Ausführungsform mit den Axialfingern einen besonders robusten und langlebigen Aufbau zu erzielen, ist bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform einer solchen Freilaufanordnung ferner ein Stützelement vorgesehen, an dem der in radialer Richtung nach außen gebogene Axialfinger in radialer Richtung nach außen abstützbar ist, um die Beanspruchung des Axialfingers zu reduzieren und auf diese Weise einem etwaigen Bruch desselben vorzubeugen. Auch ist dank der Abstützung des gebogenen Axialfingers in radialer Richtung nach außen sichergestellt, dass dieser seine Elastizität während der gesamten Lebensdauer der Freilaufanordnung weitestgehend beibehält.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Freilaufanordnung ist das zuvor erwähnte Stützelement zur Abstützung der gebogenen Axialfinger mit dem ersten Laufring drehmitnahmegekoppelt, um eine Relativbewegung zwischen Axialfinger und Stützelement und damit einen Verschleiß gering zu halten. Vorzugsweise erfolgt die Drehmitnahmekopplung mit dem ersten Laufring über eine Seitenwand des Freilaufs.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Freilaufanordnung ist das Stützelement zur Abstützung der in radialer Richtung nach außen gebogenen Axialfinger ringförmig ausgebildet, um eine besonders sichere und stabile Abstützung der gebogenen Axialfinger zu gewährleisten.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Freilaufanordnung ist an dem ersten Laufring eine Seitenwand zur Abdeckung eines das mindestens eine Klemmelement aufnehmenden Klemmspalts oder/und zur Abstützung des Klemmelements in axialer Richtung angeordnet oder befestigt. Um einen besonders kompakten Aufbau des Freilaufs innerhalb der Freilaufanordnung zu erzielen, ist das Stellelement bei dieser Ausführungsform vorzugsweise in axialer Richtung zwischen dem ersten Laufring und der Seitenwand angeordnet.
Gemäß einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Freilaufanordnung, bei der das stellelementseitige Reibteil von einem Axialfinger gebildet ist, ist das Stützelement zur Abstützung der gebogenen Axialfinger in radialer Richtung nach außen an der Seitenwand angeordnet oder befestigt oder einstückig mit dieser Seitenwand ausgebildet. Im letztgenannten Fall kann das Stützelement beispielsweise einstückig mit der Seitenwand in Form eines Blechformteils ausgebildet sein. Um dabei wiederum einen besonders kompakten und platzsparenden Aufbau zu erzielen, erstreckt sich der mindestens eine Axialfinger besonders bevorzugt durch eine Aussparung in der Seitenwand, um bezogen auf die radiale Richtung innerhalb des Stützelements angeordnet zu sein.
Wie bereits vorangehend angedeutet, ist das Stellelement in einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Freilaufanordnung nicht nur relativ zu dem ersten Laufring bewegbar, sondern vielmehr relativ zu dem ersten Laufring verdrehbar. Hierbei hat es sich als vorteilhaft herausgestellt, wenn der erste Laufring um eine Drehachse verdrehbar ist, während das Stellelement um eben diese Drehachse relativ zu dem ersten Laufring verdrehbar ist. Auch ist es bei dieser Ausführungsform bevorzugt, wenn das Stellelement lediglich in einem begrenzten Winkelbereich, der vorzugsweise maximal 20° beträgt, relativ zu dem ersten Laufring verdrehbar ist, um kurze Stellwege zu realisieren.
Um eine besonders einfache Anordnung und Führung des Stellelements an dem ersten Laufring zu ermöglichen, ist das Stellelement vorzugsweise ringförmig ausgebildet, wobei insbesondere eine ringscheibenförmige Ausbildung von Vorteil ist, zumindest in einem Abschnitt des Stellelements.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Freilaufanordnung ist das Stellelement zwischen zwei Endstellungen relativ zu dem ersten Laufring bewegbar, vorzugsweise verdrehbar. In den beiden Endstellungen ist das Stellelement vorzugsweise über einen Anschlag an dem ersten Laufring in der jeweiligen Relativdrehrichtung abgestützt. Der Anschlag kann dabei entweder an dem Stellelement oder dem ersten Laufring befestigt sein und sich beispielsweise in eine Führung in dem ersten Laufring oder dem Stellelement erstrecken. Als vorteilhaft hat sich in diesem Zusammenhang ein an dem ersten Laufring befestigter oder einstückig mit diesem ausgebildeter Anschlag herausgestellt, der sich in eine Führung oder Öffnung in dem Stellelement erstreckt.
In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Freilaufanordnung ist mindestens ein erstes Klemmelement und mindestens ein zweites Klemmelement vorgesehen. Das mindestens eine erste Klemmelement und das mindestens eine zweite Klemmelement stehen mit dem ersten oder zweiten Laufring in Drehmitnahmeverbindung. Das erste Klemmelement ist zwischen der Lösestellung, in der der erste oder zweite Laufring in einer ersten Drehrichtung relativ zu dem anderen Laufring, also dem zweiten oder ersten Laufring, verdrehbar ist, und der Kopplungsstellung verschwenkbar, in der der erste oder zweite Laufring in der ersten Drehrichtung über das erste Klemmelement mit dem anderen Laufring, also dem zweiten oder ersten Laufring, drehmitnahmegekoppelt ist. Im Gegensatz dazu ist das zweite Klemmelement zwischen der Lösestellung, in der der erste oder zweite Laufring in einer der ersten Drehrichtung entgegengesetzten zweiten Drehrichtung relativ zu dem anderen Laufring, also dem zweiten oder ersten Laufring, verdrehbar ist, und der Kopplungsstellung verschwenkbar, in der der erste oder zweite Laufring in der zweiten Drehrichtung über das zweite Klemmelement mit dem anderen Laufring, also dem zweiten oder ersten Laufring, drehmitnahmegekoppelt ist. Diese Ausführungsform betrifft mithin einen Freilauf innerhalb der Freilaufanordnung, der sowohl eine Kopplung in der einen Relativdrehrichtung als auch eine Kopplung in der entgegengesetzten Relativdrehrichtung zwischen den beiden Laufringen ermöglicht, gegebenenfalls sogar gleichzeitig.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Freilaufanordnung, bei der das Stellelement in die zwei zuvor erwähnten Endstellungen bewegbar ist, nehmen das erste und zweite Klemmelement vorbestimmte Stellungen in Abhängigkeit von den Stellungen des Stellelements ein. In einer ersten Endstellung des Stellelements nimmt das erste Klemmelement die Lösestellung und das zweite Klemmelement die Kopplungsstellung ein. In einer zweiten Endstellung des Stellelements, bei der auch von der der ersten Endstellung gegenüberliegenden Endstellung gesprochen werden kann, nimmt das erste Klemmelement die Kopplungsstellung ein, während das zweite Klemmelement die Lösestellung einnimmt. Darüber hinaus kann das Stellelement eine Zwischenstellung zwischen den beiden Endstellungen einnehmen, in der das Stellelement derart mit den Klemmelementen zusammenwirkt, dass sowohl das erste Klemmelement als auch das zweite Klemmelement die Lösestellung einnimmt.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Freilaufanordnung ist der erste Laufring, an dem das Stellelement angeordnet ist, als Au-ßenring ausgebildet, an dem auch das mindestens eine Klemmelement angeordnet ist oder gegebenenfalls die ersten und zweiten Klemmelemente angeordnet sind.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Freilaufanordnung ist der erste Laufring, an dem das Stellelement angeordnet ist, als Innenring ausgebildet, während der zweite Laufring als Außenring ausgebildet ist, an dem das mindestens eine Klemmelement angeordnet ist oder gegebenenfalls die ersten und zweiten Klemmelemente angeordnet sind.
Der erfindungsgemäße Antriebsstrang für ein Kraftfahrzeug weist eine erste Radachse und eine zweite Radachse auf. Die erste Radachse kann durch eine elektrische Antriebseinheit, beispielsweise eine elektrische Maschine, oder/und einen Verbrennungsmotor angetrieben werden. Die zweite Radachse oder/und ein Rad an der zweiten Radachse ist hingegen über eine Freilaufanordnung der erfindungsgemäßen Art durch eine zusätzliche elektrische Antriebseinheit wahlweise antreibbar. Dank der Verwendung der erfindungsgemäßen Freilaufanordnung ist somit beispielsweise ein Vierrad- oder Allradantrieb besonders zuverlässig und ohne größeren Steuerungsaufwand wahlweise realisierbar.
In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Antriebsstrangs ist der erste Laufring der Freilaufanordnung mit der zusätzlichen elektrischen Antriebseinheit drehfest verbunden, während der zweite Laufring der Freilaufanordnung mit der zweiten Radachse oder dem Rad drehfest verbunden ist, wobei dies jeweils mittelbar oder unmittelbar erfolgen kann.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand beispielhafter Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

1 eine Vorderansicht einer ersten Ausführungsform eines Freilaufs für eine Freilaufanordnung,
2 eine teilweise Seitenansicht des Freilaufs aus 1 innerhalb einer ersten Ausführungsvariante einer Freilaufanordnung in geschnittener Darstellung,
3 eine teilweise Seitenansicht des Freilaufs aus 1 innerhalb einer zweiten Ausführungsvariante einer Freilaufanordnung in geschnittener Darstellung,
4 den Ausschnitt A von 1 nach dem Bewegen des Stellelements von der ersten Endstellung in die zweite Endstellung,
5 eine Vorderansicht einer zweiten Ausführungsform eines Freilaufs für eine Freilaufanordnung,
6 eine teilweise Seitenansicht des Freilaufs aus 5 innerhalb einer dritten Ausführungsvariante einer Freilaufanordnung in geschnittener Darstellung,
7 den Ausschnitt B von 5 nach dem Bewegen des Stellelements von der ersten Endstellung in die zweite Endstellung und
8 eine schematische Darstellung eines Antriebsstrangs für ein Kraftfahrzeug mit einer Freilaufanordnung.

1 zeigt einen Freilauf 2 für eine Freilaufanordnung 4 nach einer ersten Ausführungsvariante gemäß 2 oder einer zweiten Ausführungsvariante gemäß 3, wobei in 4 ferner der Ausschnitt A von 1 nach dem Bewegen des Stellelements gezeigt ist. In den 1 und 4 wurde aus Gründen der Übersichtlichkeit auf die Darstellung der in den 2 und 3 gezeigten Seitenwand verzichtet. In den Figuren sind die einander entgegengesetzten axialen Richtungen 6, 8, die einander entgegengesetzten radialen Richtungen 10, 12 und die einander entgegengesetzten Umfangsrichtungen 14, 16 des Freilaufs 2 der Freilaufanordnung 4 anhand entsprechender Pfeile angedeutet, wobei die Bestandteile des Freilaufs 2 in den Umfangsrichtungen 14, 16 um eine sich in den axialen Richtungen 6, 8 erstreckende Drehachse 18 drehbar sind.
Der Freilauf 2 weist einen Außenring 20, einen Innenring 22, einen in Umfangsrichtung 14, 16 umlaufenden Klemmspalt 24 in radialer Richtung 10, 12 zwischen dem Außenring 20 und dem Innenring 22 und mehrere Klemmelemente 26, 28 innerhalb des Klemmspalts 24 auf. Mithin sind der Außenring 20, der Innenring 22 und die Klemmelemente 26, 28 in radialer Richtung 10, 12 geschachtelt angeordnet. Der Außenring 20 weist auf seiner in radialer Richtung 10 nach außen weisenden Seite eine Drehmitnahmekontur 30, hier in Form einer Verzahnung, auf. Auch der Innenring 22 weist eine Drehmitnahmekontur 32 auf, die jedoch an der in radialer Richtung 12 nach innen weisenden Seite des Innenrings 22, hier ebenfalls in Form einer Verzahnung, ausgebildet ist.
Die Klemmelemente 26, 28 sind als verschwenkbare Sperrklinken ausgebildet, wobei die Klemmelemente erste Klemmelemente 26 und zweite Klemmelemente 28 umfassen. Die Klemmelemente 26, 28 sind verschwenkbar an dem Außenring 20 angeordnet, so dass diese zusammen mit dem Außenring 20 in den Umfangsrichtungen 14, 16 um die Drehachse 18 verdrehbar sind, während die Klemmelemente 26, 28 selbst relativ zu dem Außenring 20 zwischen einer Kopplungsstellung und einer Lösestellung verschwenkt werden können. Jeweils ein erstes Klemmelement 26 und ein zweites Klemmelement 28 bilden ein Klemmelementpaar aus, wobei die Klemmelemente 26, 28 eines Klemmelementpaares in Umfangsrichtung 14, 16 einen geringeren Abstand zueinander aufweisen als dies bei den Klemmelementpaaren untereinander der Fall ist, die in Umfangsrichtung 14, 16 gleichmäßig voneinander beabstandet sind, wie dies insbesondere der 1 entnommen werden kann. In der dargestellten Ausführungsform sind insgesamt drei Klemmelementpaare vorgesehen. Das erste Klemmelement 26 und das zweite Klemmelement 28 sind in einander entgegengesetzte Schwenkrichtungen von einer Kopplungsstellung in eine Lösestellung verschwenkbar und umgekehrt, wie dies nachstehend erläutert wird.
Das erste Klemmelement 26 ist zwischen der in 1 gezeigten Lösestellung, in der der Außenring 20 in einer ersten Drehrichtung 34 relativ zu dem Innenring 22 verdrehbar ist, und einer in 4 gezeigten Kopplungsstellung verschwenkbar, in der der Außenring 20 in der genannten ersten Drehrichtung 34 über das erste Klemmelement 26 mit dem Innenring 22 drehmitnahmegekoppelt ist. Zum Zwecke der Drehmitnahmekopplung greift das erste Klemmelement 26 in eine Verzahnung 36 an der in radialer Richtung 10 nach außen weisenden Seite des Innenrings 22, wie dies der 4 entnommen werden kann. In entsprechender Weise, jedoch in entgegengesetzter Schwenkrichtung, sind die zweiten Klemmelemente 28 zwischen der in 4 gezeigten Lösestellung, in der der Außenring 20 in einer der ersten Drehrichtung 34 entgegengesetzten zweiten Drehrichtung 38 relativ zu dem Innenring 22 verdrehbar ist, in eine in 1 gezeigte Kopplungsstellung verschwenkbar, in der der Außenring 20 in der zweiten Drehrichtung 38 über mindestens eines der zweiten Klemmelemente 28 mit dem Innenring 22 drehmitnahmegekoppelt ist, indem das zweite Klemmelement 28 - wie in 1 ersichtlich - in die Verzahnung 36 des Innenrings 22 eingreift. Auch sind sowohl die ersten Klemmelemente 26 als auch die zweiten Klemmelemente 28 jeweils durch ein Federelement 40 in die Kopplungsstellung vorgespannt, wobei die Federelemente 40 in vorteilhafter Weise von einer Akkordeonfeder gebildet sein können, wenngleich hier grundsätzlich auch einfache Schraubenfedern oder andere Federelemente zum Einsatz kommen können.
Um die Klemmelemente 26, 28, die durch die Federelemente 40 bereits in die Kopplungsstellung vorgespannt sind, zwischen den beiden Stellungen, nämlich der Kopplungsstellung und der Lösestellung, verschwenken bzw. verstellen zu können, weist der Freilauf 2 ferner ein Stellelement 42 zum Verstellen des mindestens einen Klemmelements 26, 28 auf, wobei das Stellelement 42 dem Verstellen sowohl der ersten als auch der zweiten Klemmelemente 26, 28 des Freilaufs 2 dient. Das Stellelement 42 ist an einem der beiden Laufringe, also dem Außenring 20 oder dem Innenring 22, angeordnet, so dass zwischen diesem Laufring und dem Stellelement 42 eine Drehmitnahmeverbindung besteht. Dabei wird hier wie auch nachstehend derjenige Laufring, an dem das Stellelement 42 angeordnet ist, als erster Laufring 44 bezeichnet, während der andere Laufring des Freilaufs 2 als zweiter Laufring 46 bezeichnet wird. In der Ausführungsform nach den 1 bis 4 bildet somit der Außenring 20, an dem die Klemmelemente 26, 28 verschwenkbar angeordnet sind, den ersten Laufring 44 aus, an dem das Stellelement 42 angeordnet ist, während der Innenring 22 den zweiten Laufring 46 ausbildet.
Ungeachtet der zwischen dem ersten Laufring 44 und dem Stellelement 42 bestehenden Drehmitnahmeverbindung, ist das Stellelement 42 jedoch relativ zu dem ersten Laufring 44 bewegbar. Genauer gesagt ist das ringförmig bzw. im Wesentlichen ringscheibenförmig ausgebildete Stellelement 42 in einem begrenzten Winkelbereich α relativ zu dem ersten Laufring 44 verdrehbar. Dieser begrenzte Winkelbereich α beträgt vorzugsweise maximal 20°. Mithin ist das Stellelement 42 zwischen einer ersten Endstellung, die in 1 gezeigt ist, und einer zweiten Endstellung, die in 4 gezeigt ist, relativ zu dem ersten Laufring 44 in den Umfangsrichtungen 14, 16 bewegbar bzw. verdrehbar, wobei das Stellelement 42 vorzugsweise über einen nicht näher dargestellten Anschlag in den Endstellungen an dem ersten Laufring 44 abgestützt ist.
In der Ausführungsform nach den 1 bis 4 ist das Stellelement 42 im Wesentlichen ringscheibenförmig ausgebildet, wobei den zuvor erwähnten Klemmelementpaaren aus jeweils einem ersten und einem zweiten Klemmelement 26, 28 jeweils eine in axialer Richtung 6, 8 durchgehende Aussparung 48 in dem ringscheibenförmigen Stellelement 42 zugeordnet ist, in die sich die Klemmelemente 26, 28 in axialer Richtung 6 erstrecken, so dass die Klemmelemente 26, 28 in radialer Richtung 12 nach innen an einer Stellkontur 50 des Stellelements 42 abstützbar sind, die von dem in radialer Richtung 10 nach außen weisenden Rand der Aussparung 48 gebildet ist. Dank der Stellkontur 50 kann das Klemmelement 26, 28 in Abhängigkeit von der Drehstellung des Stellelements 42 relativ zu dem ersten Laufring 44 die genannten Stellungen einnehmen. In der dargestellten Ausführungsform nimmt das erste Klemmelement 26 die Lösestellung und das zweite Klemmelement 28 die Kopplungsstellung ein, wenn sich das Stellelement 42 in der in 1 gezeigten ersten Endstellung befindet. In der in 4 gezeigten zweiten Endstellung des Stellelements 42 nimmt das erste Klemmelement 26 hingegen die Kopplungsstellung ein, während das zweite Klemmelement 28 die Lösestellung einnimmt. Wenngleich nicht in einer zusätzlichen Figur dargestellt, so ist die Stellkontur 50 an dem Stellelement 42 derart ausgebildet, dass sowohl das erste Klemmelement 26 als auch das zweite Klemmelement 28 die Lösestellung einnehmen, wenn das Stellelement 42 in eine Zwischenstellung zwischen den beiden Endstellungen nach den 1 und 4 relativ zu dem ersten Laufring 44 gedreht ist.
Während in den 1 und 4 im Wesentlichen die Bestandteile des Freilaufs 2 der Freilaufanordnung 4 dargestellt sind, ist in den 2 und 3, die jeweils eine alternative Ausgestaltung der Freilaufanordnung 4 zeigen, zusätzlich eine dem Freilauf 2 zugeordnete Reibeinrichtung 52 der Freilaufanordnung 4 gezeigt. Die Reibeinrichtung 52 ist derart ausgebildet, dass über diese eine auf das Stellelement 42 wirkende Reibkraft erzeugbar ist, die einer auf den ersten Laufring 44 wirkenden Antriebskraft unter Erzielung einer Bewegung des Stellelements 42 relativ zu dem ersten Laufring 44 entgegenwirkt. Wird der erste Laufring 44 in Form des Außenrings 20 beispielsweise durch eine auf den ersten Laufring 44 wirkende Antriebskraft bzw. durch ein entsprechendes Antriebsmoment in der ersten Drehrichtung 34 angetrieben, so bewirkt eine in der zweiten Drehrichtung 38 wirkende Reibkraft der Reibeinrichtung 52 bzw. ein entsprechendes Reibmoment in der genannten zweiten Drehrichtung 38, dass das ringförmige Stellelement 42 relativ zu dem ersten Laufring 44 von der in 1 gezeigten ersten Endstellung in die in 4 gezeigte zweite Endstellung verdreht wird.
Die Reibeinrichtung 52 weist mindestens ein stellelementseitiges Reibteil 54 und mindestens ein mit dem stellelementseitigen Reibteil 54 unter Erzeugung der genannten Reibkraft in Reibeingriff bringbares oder gebrachtes komponentenseitiges Reibteil 56 auf. Das mindestens eine stellelementseitige Reibteil 54 kann als separates Reibteil mit dem Stellelement 42 drehmitnahmegekoppelt sein, wie dies später unter Bezugnahme auf die Ausführungsvariante nach 6 beschrieben wird, oder einstückig mit dem Stellelement 42 ausgebildet sein, wie dies bei den beiden Ausführungsvarianten nach den 2 und 3 der Fall ist. Entsprechendes gilt für das komponentenseitige Reibteil 56, das als separates Reibteil an einer weiteren Komponente der Freilaufanordnung 4 befestigt sein kann, wie dies in der Ausführungsvariante nach den 3 und 6 der Fall ist, während das komponentenseitige Reibteil 56 ebenso einstückig mit der weiteren Komponente der Freilaufanordnung 4 ausgebildet sein kann, wie dies in der Ausführungsvariante nach 2 angedeutet ist.
Die weitere Komponente der Freilaufanordnung 4 ist in den Figuren mit dem Bezugszeichen 58 angedeutet, wobei es sich bei der weiteren Komponente 58 vorzugsweise um eine feststehende Komponente 58 handelt, die im Gegensatz zu den Bestandteilen des Freilaufs 2 nicht um die Drehachse 18 verdreht wird, wobei es sich bei der weiteren Komponente 58 besonders bevorzugt um ein feststehendes Gehäuse der Freilaufanordnung 4 oder eines Antriebsstrangs mit einer solchen Freilaufanordnung 4 handelt.
In der Ausführungsvariante nach 2 ist das stellelementseitige Reibteil 54 von einem Axialfinger bzw. einer Axialzunge 60 gebildet, wobei sich der Axialfinger 60 ausgehend von dem in radialer Richtung 10 nach außen weisenden Ende des im Wesentlichen ringscheibenförmigen Stellelements 42 in axialer Richtung 6 erstreckt. Es sind mehrere Axialfinger 60 in Umfangsrichtung 14, 16 voneinander beabstandet an dem Stellelement 42 vorgesehen. Die genannten Axialfinger 60 erstrecken sich in axialer Richtung 6 durch jeweils eine Aussparung 62 in einer im Wesentlichen ringscheibenförmig ausgebildeten Seitenwand 64 des Freilaufs 2. Die in Umfangsrichtung 14, 16 umlaufend ausgebildete ringscheibenförmige Seitenwand 64 ist an dem ersten Laufring 44 befestigt und dient der zumindest teilweisen Abdeckung des Klemmspaltes 24 sowie der Abstützung der Klemmelemente 26, 28 in axialer Richtung 6. Wie aus 2 ersichtlich, ist das Stellelement 42 bzw. dessen ringscheibenförmiger Abschnitt dabei in axialer Richtung 6, 8 zwischen dem ersten Laufring 44 und der Seitenwand 64 angeordnet.
Die in axialer Richtung 6 durch die Aussparungen 62 in der Seitenwand 64 hervorstehenden Axialfinger 60 sind in radialer Richtung 12 nach innen gegen das komponentenseitige Reibteil 56 vorgespannt, wobei das komponentenseitige Reibteil 56 in Umfangsrichtung 14, 16 umlaufend ausgebildet ist. Mithin ist durch die Vorspannung der Axialfinger 60 gegen das komponentenseitige Reibteil 56 die zuvor erwähnte Reibkraft erzeugt, wenn der erste Laufring 44 mitsamt dem Stellelement 42 in einer der beiden Drehrichtungen 34, 38 angetrieben werden sollte. Dabei sind die Axialfinger 60 derart elastisch ausgebildet, dass diese bei entsprechender Drehzahl des ersten Laufrings 44 bzw. des Stellelements 42 fliehkraftbedingt unter Reduzierung der auf das komponentenseitige Reibteil 56 wirkenden Vorspannkraft elastisch in radialer Richtung 10 nach außen gebogen werden können. Um dabei zu verhindern, dass die Axialfinger 60 bei hohen Drehzahlen zu stark beansprucht und gegebenenfalls beschädigt werden können, ist ferner ein Stützelement 66 vorgesehen, an dem die in radialer Richtung 10 nach außen gebogenen Axialfinger 60 abstützbar sind. Das Stützelement 66 ist in der Ausführungsvariante nach 2 nicht nur über die Seitenwand 64 mit dem ersten Laufring 44 drehmitnahmegekoppelt, sondern auch in Umfangsrichtung 14, 16 ringförmig umlaufend ausgebildet ist. Überdies ist das Stützelement 66 in der dargestellten Ausführungsform an der zuvor beschriebenen Seitenwand 64 angeordnet und einstückig mit dieser ausgebildet.
Aus der vorangehenden Beschreibung der Ausführungsvariante nach 2 ist ersichtlich, dass die Reibeinrichtung 52 derart ausgebildet ist, dass die Reibkraft durch eine Vergrößerung der Drehzahl des ersten Laufrings 44 automatisch, hier fliehkraftbedingt, verringert wird, wobei dies in der Ausführungsvariante nach 2 durch das Biegen der Axialfinger 60 in radialer Richtung 10 nach außen erfolgt. Wenngleich nicht dargestellt, so ist die Reibeinrichtung 52 vorzugsweise derart ausgelegt, dass die Reibkraft nicht nur verringert, sondern vollständig aufgehoben ist, wenn eine vorbestimmte Drehzahl des ersten Laufrings 44 erreicht ist. Im konkreten Fall der 2 würde dies bedeuten, dass die Axialfinger 60 fliehkraftbedingt derart weit in radialer Richtung 10 nach außen gebogen sind, dass diese nicht mehr mit dem komponentenseitigen Reibteil 56 in Kontakt stehen. Diese Ausführungen gelten in entsprechender Weise auch für die nachstehend näher beschriebenen Reibeinrichtungen 52, bei denen die Reibkraft ebenfalls durch eine Vergrößerung der Drehzahl des ersten Laufrings 44 automatisch bzw. fliehkraftbedingt verringert und gegebenenfalls vollständig aufgehoben wird.
Bei der zweiten Ausführungsvariante nach 3 ist das stellelementseitige Reibteil 54 ebenfalls einstückig mit dem Stellelement 42, genauer gesagt unmittelbar von einem ringscheibenförmigen Abschnitt desselben gebildet. So kann das stellelementseitige Reibteil 54 in der axialen Richtung 8 gegen das komponentenseitige Reibteil 56 vorgespannt sein, wobei das komponentenseitige Reibteil 56 in der Art einer ringscheibenförmigen Reiblamelle ausgebildet ist, die wiederum an der weiteren Komponente 58 in Form des feststehenden Gehäuses in axialer Richtung 8 festgelegt ist. Das komponentenseitige Reibteil 56 ist in axialer Richtung 6, 8 zwischen dem Stellelement 42 bzw. dem stellelementseitigen Reibteil 54 einerseits und dem ersten Laufring 44 andererseits angeordnet, wobei das stellelementseitige Reibteil 54 bzw. das Stellelement 42 mittels eines Federelements 68 in axialer Richtung 8 gegen das komponentenseitige Reibteil 56 vorgespannt ist. Das Federelement 68 ist in axialer Richtung 6 an dem ersten Laufring 44 oder der Seitenwand 64 und in axialer Richtung 8 an dem Stellelement 42 bzw. dem stellelementseitigen Reibteil 54 abgestützt.
Die von dem Federelement 68 auf das stellelementseitige Reibteil 54 aufbringbare Federkraft 70 ist wiederum fliehkraftbedingt verringerbar, um auch bei dieser Ausführungsvariante eine Verringerung der durch die Reibeinrichtung 52 erzeugten Reibkraft bei entsprechend hoher Drehzahl des ersten Laufrings 44 zu bewirken. Zu diesem Zweck ist das Federelement 68 in der zweiten Ausführungsvariante nach 3 in der Art eines mit dem stellelementseitigen Reibteil 54 zusammenwirkenden und fliehkraftbedingt elastisch aufweitbaren Rings ausgebildet. Dessen in radialer Richtung 12 nach innen wirkende Federkraft 70 wird dabei über entsprechend schräggestellte Flanken an dem Querschnitt des ringförmigen Federelements 68 in die in axiale Richtung 8 wirkende Vorspannkraft 72 umgewandelt.
Die 5 bis 7 zeigen eine weitere Ausführungsform des Freilaufs 2 für die Freilaufanordnung 4, wobei der Aufbau im Wesentlichen der Ausführungsform nach den 1 bis 4 entspricht, gleiche Bezugszeichen für gleiche oder ähnliche Teile verwendet werden und die vorangehende Beschreibung im Übrigen entsprechend gilt.
Im Gegensatz zu der Ausführungsform nach den 1 bis 4 ist der Innenring 22 bei der Ausführungsform nach den 5 bis 7 als der erste Laufring 44 ausgebildet, an dem das Stellelement 42 angeordnet ist, um dieses in dem begrenzten Winkelbereich α relativ zu dem ersten Laufring 44 verdrehen zu können, während der zweite Laufring 46 von dem Außenring 20 gebildet ist, an dem die zuvor erwähnten Klemmelemente 26, 28 angeordnet sind. Bei der zweiten Ausführungsform ist das Stellelement 42 wiederum zwischen zwei Endstellungen relativ zu dem ersten Laufring 44 bewegbar bzw. verdrehbar, wobei in den 5 bis 7 überdies der zuvor erwähnte Anschlag 74 angedeutet ist, an dem das Stellelement 42 in der jeweiligen Endstellung abgestützt ist.
Ausgehend von dem in radialer Richtung 12 nach innen weisenden Ende des Stellelements 42 erstrecken sich Haltefinger 76 in axialer Richtung 6, wobei an den Haltefingern 76 das stellelementseitige Reibteil 54 drehfest angeordnet ist. Das stellelementseitige Reibteil 54 ist in der Art einer Reiblamelle ausgebildet. Darüber hinaus ist an den Haltefingern 76 ein zweites stellelementseitiges Reibteil 78 festgelegt, das ebenfalls in der Art einer Reiblamelle ausgebildet ist und das durch das zuvor erwähnte Federelement 68 in einer der axialen Richtung 8 entgegengesetzten axialen Richtung 6 gegen ein zweites komponentenseitiges Reibteil 80 vorgespannt ist. Die Federkraft 70 des Federelements 68, das - wie bereits bei der Ausführungsvariante nach 3 - wiederum im Wesentlichen ringförmig ausgebildet ist, wirkt derart mit Schrägen an den beiden stellelementseitigen Reibteilen 54, 78 zusammen, dass diese in einander entgegengesetzte axiale Richtungen 8, 6 gegen die zugehörigen komponentenseitigen Reibteile 56, 80 gedrückt werden. Mit steigender Drehzahl des ersten Laufrings 44 bzw. des Stellelements 42 mitsamt den stellelementseitigen Reibteilen 54, 78 wird auch das Federelement 68 fliehkraftbedingt elastisch aufgeweitet, so dass dessen Federkraft 70 und infolgedessen die Vorspannkraft 72 reduziert wird, um eine automatische Verringerung der Reibkraft der Reibeinrichtung 52 zu bewirken.
8 zeigt die schematische Darstellung eines Antriebsstrangs 82 für ein Kraftfahrzeug mit mindestens einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Freilaufanordnung 4. Der Antriebsstrang 82 weist eine erste Radachse 84 auf, die über ein Differential 86 durch eine elektrische Antriebseinheit oder/und einen Verbrennungsmotor 88 angetrieben werden kann. Darüber hinaus weist der Antriebsstrang 82 eine zweite Radachse 90 auf, die durch eine zusätzliche elektrische Antriebseinheit 92 über eine Freilaufanordnung 4 und ein Differential 94 angetrieben werden kann, um einen Vierrad- oder Allradantrieb bedarfsweise zu realisieren. Innerhalb des Antriebsstrangs 82 ist der erste Laufring 44 der Freilaufanordnung 4 mit der Ausgangsseite der zusätzlichen elektrischen Antriebseinheit 92 drehfest verbunden, während der zweite Laufring 46 über das Differential 94 mit der zweiten Radachse 90 drehfest verbunden ist. Dank der Freilaufanordnung 4 kann auf besonders sichere Weise bei geringen Geschwindigkeiten des Kraftfahrzeugs ein zusätzlicher Antrieb über die elektrische Antriebseinheit 92 bzw. die zweite Radachse 90 realisiert werden.
In dem Antriebsstrang 82 ist die Freilaufanordnung 4 im Drehmomentübertragungsweg zwischen der zusätzlichen elektrischen Antriebseinheit 92 und dem Differential 94 angeordnet, wobei das Differential 94 über zwei Achswellen 96, 98, die die zweite Radachse 90 bilden, zu den Rädern 100, 102 führt. Bei einer ebenfalls in 8 angedeuteten Ausführungsvariante des Antriebsstrangs 82 ist hingegen jeweils eine Freilaufanordnung 4, 4 im Drehmomentübertragungsweg zwischen dem Differential 94 und dem zugehörigen Rad 100 bzw. 102 angeordnet, während auf die Freilaufanordnung 4 zwischen der elektrischen Antriebseinheit 92 und dem Differential 94 verzichtet werden kann. Bei dieser Ausführungsvariante kann auch das Differential 94 und - je nach konkreter Anordnung der Freilaufanordnungen 4, 4 - gegebenenfalls auch Teile der Achswellen 96, 98 während des Fahrbetriebs entkoppelt sein und stillstehen, um die Energieeffizienz des Antriebsstrangs 82 zu verbessern.
Bezugszeichenliste

2: Freilauf
4: Freilaufanordnung
6: axiale Richtung
8: axiale Richtung
10: radiale Richtung
12: radiale Richtung
14: Umfangsrichtung
16: Umfangsrichtung
18: Drehachse
20: Außenring
22: Innenring
24: Klemmspalt
26: erstes Klemmelement
28: zweites Klemmelement
30: Drehmitnahmekontur
32: Drehmitnahmekontur
34: erste Drehrichtung
36: Verzahnung
38: zweite Drehrichtung
40: Federelement
42: Stellelement
44: erster Laufring
46: zweiter Laufring
48: Aussparung
50: Stellkontur
52: Reibeinrichtung
54: stellelementseitiges Reibteil
56: komponentenseitiges Reibteil
58: weitere Komponente
60: Axialfinger
62: Aussparungen
64: Seitenwand
66: Stützelement
68: Federelement
70: Federkraft
72: Vorspannkraft
74: Anschlag
76: Haltefinger
78: zweites stellelementseitiges Reibteil
80: zweites komponentenseitiges Reibteil
82: Antriebsstrang
84: erste Radachse
86: Differential
88: elektrische Antriebseinheit oder/und Verbrennungsmotor
90: zweite Radachse
92: zusätzlich elektrische Antriebseinheit
94: Differential
96: Achswelle
98: Achswelle
100: Rad
102: Rad
α: Winkelbereich

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

DE 102021002531 A1 [0002]

Claims

Freilaufanordnung (4) mit einem Freilauf (2), der einen ersten Laufring (44), einen zweiten Laufring (46), mindestens ein Klemmelement (26; 28) zwischen dem ersten und zweiten Laufring (44, 46), das zwischen einer Kopplungsstellung und einer Lösestellung bewegbar ist, und ein Stellelement (42) zum Verstellen des mindestens einen Klemmelements (26; 28) aufweist, wobei das Stellelement (42) an dem ersten Laufring (44) angeordnet und relativ zu dem ersten Laufring (44) bewegbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass eine Reibeinrichtung (52) zur Erzeugung einer auf das Stellelement (42) wirkenden Reibkraft vorgesehen ist, die einer auf den ersten Laufring (44) wirkenden Antriebskraft unter Erzielung einer Bewegung des Stellelements (42) relativ zu dem ersten Laufring (44) entgegenwirkt.
Freilaufanordnung (4) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Reibeinrichtung (52) derart ausgebildet ist, dass die Reibkraft durch eine Vergrößerung der Drehzahl des ersten Laufrings (44) automatisch, vorzugsweise fliehkraftbedingt, verringerbar oder verringert und ab einer vorbestimmten Drehzahl besonders bevorzugt aufgehoben ist.
Freilaufanordnung (4) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Reibeinrichtung (52) mindestens ein stellelementseitiges Reibteil (54; 78), das vorzugsweise als separates Reibteil mit dem Stellelement (42) drehmitnahmegekoppelt oder einstückig mit dem Stellelement (42) ausgebildet ist, und mindestens ein mit dem stellelementseitigen Reibteil (54; 78) unter Erzeugung der Reibkraft in Reibeingriff bringbares oder gebrachtes komponentenseitiges Reibteil (56; 80) aufweist, das vorzugsweise als separates Reibteil an einer weiteren Komponente (58) der Freilaufanordnung (4) befestigt oder einstückig mit der weiteren Komponente (58) ausgebildet ist, wobei die weitere Komponente (58) besonders bevorzugt feststehend, gegebenenfalls als feststehendes Gehäuse, ausgebildet ist.
Freilaufanordnung (4) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das stellelementseitige Reibteil (54; 78) durch ein Federelement (68) in einer ersten axialen Richtung (8) gegen das komponentenseitige Reibteil (56) vorgespannt ist, wobei vorzugsweise ein zweites stellelementseitiges Reibteil (78) vorgesehen ist, das durch das Federelement (68) in einer der ersten axialen Richtung (8) entgegengesetzten zweiten axialen Richtung (6) gegen ein zweites komponentenseitiges Reibteil (80) vorgespannt ist, und eine von dem Federelement (68) auf das stellelementseitige Reibteil (54) oder die stellelementseitigen Reibteile (54, 78) aufbringbare Federkraft (70) besonders bevorzugt fliehkraftbedingt verringerbar oder verringert ist und das Federelement (68) gegebenenfalls in der Art eines mit dem stellelementseitigen Reibteil (54) oder den stellelementseitigen Reibteilen (54, 78) zusammenwirkenden fliehkraftbedingt elastisch aufweitbaren Rings ausgebildet ist.
Freilaufanordnung (4) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das stellelementseitige Reibteil (54; 78) ein Axialfinger (60) ist, der in radialer Richtung (12) nach innen gegen das komponentenseitige Reibteil (56) vorgespannt und fliehkraftbedingt unter Reduzierung einer auf das komponentenseitige Reibteil (56) wirkenden Vorspannkraft (72) elastisch in radialer Richtung (10) nach außen biegbar ist, wobei vorzugsweise ein Stützelement (66) vorgesehen ist, an dem der gebogene Axialfinger (60) in radialer Richtung (10) nach außen abstützbar ist, und das Stützelement (66) besonders bevorzugt mit dem ersten Laufring (44) drehmitnahmegekoppelt oder/und ringförmig ausgebildet ist.
Freilaufanordnung (4) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an dem ersten Laufring (44) eine Seitenwand (64) zur Abdeckung eines das Klemmelement (26; 28) aufnehmenden Klemmspalts (24) oder/und zur Abstützung des Klemmelements (26; 28) in axialer Richtung (6) angeordnet ist, wobei vorzugsweise das Stellelement (42) in axialer Richtung (6, 8) zwischen dem ersten Laufring (44) und der Seitenwand (64) angeordnet ist oder/und das Stützelement (66) an der Seitenwand (64) angeordnet oder einstückig mit der Seitenwand (64) ausgebildet ist und sich der Axialfinger (60) besonders bevorzugt durch eine Aussparung (62) in der Seitenwand (64) erstreckt.
Freilaufanordnung (4) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Stellelement (42) relativ zu dem ersten Laufring (44), vorzugsweise in einem begrenzten Winkelbereich (α), der besonders bevorzugt maximal 20° beträgt, verdrehbar oder/und ringförmig ausgebildet oder/und zwischen zwei Endstellungen bewegbar ist, in denen das Stellelement (42) vorzugsweise über einen Anschlag (74) an dem ersten Laufring (44) abgestützt ist.
Freilaufanordnung (4) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein erstes Klemmelement (26) und mindestens ein zweites Klemmelement (28) vorgesehen sind, die mit dem ersten oder zweiten Laufring (44; 46) in Drehmitnahmeverbindung stehen und von denen das erste Klemmelement (26) zwischen der Lösestellung, in der der erste oder zweite Laufring (44; 46) in einer ersten Drehrichtung (34) relativ zu dem zweiten oder ersten Laufring (46; 44) verdrehbar ist, und der Kopplungsstellung verschwenkbar ist, in der der erste oder zweite Laufring (44; 46) in der ersten Drehrichtung (34) über das erste Klemmelement (26) mit dem zweiten oder ersten Laufring (46; 44) drehmitnahmegekoppelt ist, und das zweite Klemmelement (28) zwischen der Lösestellung, in der der erste oder zweite Laufring (44; 46) in einer der ersten Drehrichtung (34) entgegengesetzten zweiten Drehrichtung (38) relativ zu dem zweiten oder ersten Laufring (46; 44) verdrehbar ist, und der Kopplungsstellung verschwenkbar ist, in der der erste oder zweite Laufring (44; 46) in der zweiten Drehrichtung (38) über das zweite Klemmelement (28) mit dem zweiten oder ersten Laufring (46; 44) drehmitnahmegekoppelt ist, wobei vorzugsweise in einer ersten Endstellung des Stellelements (42) das erste Klemmelement (26) die Lösestellung und das zweite Klemmelement (28) die Kopplungsstellung, in einer zweiten Endstellung des Stellelements (42) das erste Klemmelement (26) die Kopplungsstellung und das zweite Klemmelement (28) die Lösestellung und in einer Zwischenstellung zwischen den beiden Endstellungen sowohl das erste Klemmelement (26) als auch das zweite Klemmelement (28) die Lösestellung einnehmen.
Freilaufanordnung (4) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Laufring (44) als Außenring (20), an dem die Klemmelemente (26; 28) angeordnet sind, oder als Innenring (22) ausgebildet ist, während der zweite Laufring (46) als Außenring (20) ausgebildet ist, an dem die Klemmelemente (26; 28) angeordnet sind.
Antriebsstrang (82) für ein Kraftfahrzeug mit einer ersten Radachse (84), die durch eine elektrische Antriebseinheit oder/und einen Verbrennungsmotor (88) antreibbar ist, und einer zweiten Radachse (90), dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Radachse (90) oder/und ein Rad (100, 102) an der zweiten Radachse (90) über eine Freilaufanordnung (4) nach einem der vorangehenden Ansprüche durch eine zusätzliche elektrische Antriebseinheit (92) wahlweise antreibbar ist, wobei der erste Laufring (44) vorzugsweise mit der zusätzlichen elektrischen Antriebseinheit (92) und der zweite Laufring (46) vorzugsweise mit der zweiten Radachse (90) oder dem Rad (100, 102) drehfest verbunden ist.