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Die Erfindung betrifft eine Freilaufvorrichtung nach dem Oberbegriff von Anspruch 1. Weiterhin betrifft die Erfindung eine Freilaufkupplung.
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In
EP 3 404 279 A1 ist eine schaltbare Freilaufkupplung beschrieben, aufweisend ein erstes Freilaufbauteil und ein zweites Freilaufbauteil, das über eine Koppelvorrichtung mit dem ersten Freilaufbauteil gekoppelt ist. Die Koppelvorrichtung umfasst mehrere Koppelelemente, die über Schraubenfederelemente zum drehmitnehmenden Eingriff in das zweite Freilaufbauteil beaufschlagt sind.
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Aus der
DE 30 43 706 A1 ist eine gattungsgemäße Freilaufvorrichtung gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 bekannt.
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Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung liegt darin, das Koppelelement kostengünstiger und einfacher an dem ersten Freilaufbauteil festzulegen. Weiterhin soll das Federelement kostengünstiger und bauraumsparender ausgeführt und zuverlässiger an dem ersten Freilaufbauteil gesichert werden.
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Wenigstens eine dieser Aufgaben wird durch eine Freilaufvorrichtung mit den Merkmalen nach Anspruch 1 gelöst. Dadurch kann das Koppelelement kostengünstig und einfach an dem ersten Drehbauteil festgelegt und das Federelement kostengünstiger ausgeführt werden. Die Aufgabe wird ebenso durch eine Freilaufkupplung zur schaltbaren Drehmomentübertragung gemäß Anspruch 9 gelöst.
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Die Freilaufvorrichtung kann in einem Fahrzeug angeordnet sein. Das Fahrzeug kann ein Kraftfahrzeug sein. Die Freilaufvorrichtung kann in einem Antriebsstrang des Fahrzeugs angeordnet sein.
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Die Freilaufvorrichtung kann schaltbar ausgeführt sein. Die Koppelvorrichtung kann abhängig von einer axialen Relativposition zwischen dem ersten und zweiten Freilaufbauteil wirksam oder unwirksam geschaltet sein. Bei unwirksam geschalteter Koppelvorrichtung sind das erste und zweite Freilaufbauteil unabhängig von der Drehrichtung der Relativdrehung gegeneinander drehbar freigegeben.
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Das erste Freilaufbauteil kann um eine Drehachse drehbar sein oder drehfest festgelegt sein. Das zweite Freilaufbauteil kann um eine Drehachse drehbar sein oder drehfest festgelegt sein.
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Das erste und/oder zweite Freilaufbauteil kann eine Verzahnung zur Anbindung an ein Anschlussbauteil aufweisen. Das erste und/oder zweite Freilaufbauteil kann ein Drehmoment übertragen oder abstützen. Das Drehmoment kann bei Relativdrehung in die erste Drehrichtung über die Koppelvorrichtung geleitet sein.
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Das Koppelelement kann aus einem Metall aufgebaut sein. Das Koppelelement kann als Stanzbauteil ausgeführt sein. Das Koppelelement kann aus einem Blechbauteil gestanzt sein.
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Bei einer bevorzugten Ausführung der Erfindung ist es vorteilhaft, wenn das Koppelelement zur mitdrehenden Verbindung zwischen dem ersten und zweiten Freilaufbauteil in eine Koppelstruktur in dem zweiten Freilaufbauteil formschlüssig eingreift. Die Koppelstruktur kann eine Verzahnung aufweisen, in die das Koppelelement lösbar formschlüssig eingreift. Die Verzahnung kann als Axialverzahnung an dem zweiten Freilaufbauteil ausgeführt sein. Die Axialverzahnung kann dem Koppelelement unmittelbar axial gegenüberliegen.
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Das Federelement kann in Bezug auf eine eine parallel zu der ersten Längsachse verlaufende Symmetrieachse einschließende und die Kippachse als Normale aufweisende Symmetrieebene spiegelsymmetrisch ausgeführt sein. Dadurch kann das Federelement zuverlässig an dem ersten Freilaufbauteil gesichert werden und dabei kostengünstig ausgeführt werden.
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In der erfindungsgemäßen Ausgestaltung der Erfindung ist weist das Federelement einen an dem ersten Freilaufbauteil anliegenden und parallel zu einer ersten Längsachse geradlinig verlaufenden ersten Federabschnitt und einen davon abgewinkelt abstehenden zweiten Federabschnitt auf. Bevorzugt sichert der erste Federabschnitt das Koppelelement an dem ersten Freilaufbauteil. Der zweite Federabschnitt kann die Federkraft auf das Koppelelement, insbesondere in Richtung zu dem zweiten Freilaufbauteil gerichtet, ausüben.
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Bei einer speziellen Ausführung der Erfindung ist es von Vorteil, wenn das Federelement drahtförmig aufgebaut ist und der erste Federabschnitt ein geradlinig verlaufender erster Drahtabschnitt und der zweite Federabschnitt ein geradlinig verlaufender zweiter Drahtabschnitt ist. Dadurch kann das Federelement kostengünstig und gewichtsparend aufgebaut werden. Der erste und/oder zweite Drahtabschnitt kann einen kreisförmigen oder davon abweichenden Querschnitt aufweisen.
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Bei einer bevorzugten Ausführung der Erfindung ist es vorteilhaft, wenn das Federelement einen Befestigungsabschnitt aufweist, über den das Federelement an dem Koppelelement befestigt ist. Der Befestigungsabschnitt kann klammerförmig an dem Koppelelement aufgenommen sein.
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Bei einer speziellen Ausgestaltung der Erfindung ist es vorteilhaft, wenn der Befestigungsabschnitt an den ersten Federabschnitt angrenzt. Dadurch kann das Federelement möglichst kompakt ausgeführt werden.
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Bei einer vorzugsweisen Ausführung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Befestigungsabschnitt die Kippachse vorgibt, um die das Koppelelement entgegen der Federwirkung des zweiten Federabschnitts in eine dem ersten Freilaufbauteil zugewandte Richtung auslenkbar ist. Dadurch kann zugleich eine Sicherung des Koppelelements und eine Kippbewegung des Koppelelements umgesetzt werden.
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Bei einer vorzugsweisen Ausführung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Federelement einen Anlageabschnitt aufweist, der zur Übertragung der Federkraft auf das Koppelelement an dem Koppelelement anliegt und zu dem Befestigungsabschnitt beabstandet ist. Der Anlageabschnitt und der Befestigungsabschnitt können in Bezug auf die erste Längsachse voneinander beabstandet sein. Der Anlageabschnitt kann unmittelbar an den zweiten Federabschnitt angrenzen.
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Bei einer speziellen Ausführung der Erfindung ist es von Vorteil, wenn der Befestigungsabschnitt als erster U-förmiger Abschnitt in dem Koppelelement eingehängt ist und der erste und zweite Federabschnitt die Schenkel eines zweiten U-förmigen Abschnitts bilden. Dadurch kann der Bauraum des Federelements weiter verringert werden.
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Weiterhin wird wenigstens eine der zuvor angegebenen Aufgaben durch eine Freilaufkupplung zur schaltbaren Drehmomentübertragung gelöst, aufweisend die Freilaufvorrichtung mit wenigstens einem der vorangehenden Merkmale, bei der das erste Freilaufbauteil und das zweite Freilaufbauteil bei Relativdrehung in die erste Drehrichtung drehmomentübertragend miteinander verbunden sind und mit der eine Drehmomentübertragung zwischen dem ersten und zweiten Freilaufbauteil bei Relativdrehung in die zweite Drehrichtung unterbrochen ist.
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Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Figurenbeschreibung und den Abbildungen.
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Figurenliste
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Die Erfindung wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die Abbildungen ausführlich beschrieben. Es zeigen im Einzelnen:
- 1: Explosionsansicht einer Freilaufkupplung in einer speziellen Ausführungsform der Erfindung.
- 2: Eine räumliche Ansicht des Federelements aus 1.
- 3: Eine räumliche Ansicht des Federelements und des Koppelelements aus 1.
- 4: Einen Ausschnitt einer räumlichen Ansicht des ersten Freilaufbauteils aus 1.
- 5: Einen Ausschnitt einer räumlichen Ansicht des ersten Freilaufbauteils und des Federelements aus 1.
- 6: Einen Ausschnitt einer räumlichen Ansicht der Freilaufkupplung aus 1.
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1 zeigt eine Explosionsansicht einer Freilaufkupplung in einer speziellen Ausführungsform der Erfindung. Die Freilaufkupplung 10 umfasst eine Freilaufvorrichtung 12 mit einem ersten Freilaufbauteil 14 und einem zweiten Freilaufbauteil 16. Das erste Freilaufbauteil 14 umfasst eine Aussenverzahnung 18 zur Anbindung an ein Anschlusselement und eine Innenverzahnung 20 zur Anbindung an eine Welle.
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Das zweite Freilaufbauteil 16 ist mit dem ersten Freilaufbauteil 14 über eine Koppelvorrichtung 22 gekoppelt, die bei einer Relativdrehung zwischen dem ersten und zweiten Freilaufbauteil 14, 16 in eine erste Drehrichtung 24 beide mitdrehend miteinander verbindet und bei einer Relativdrehung in eine entgegengesetzte zweite Drehrichtung 26 beide gegeneinander drehbar freigibt. Die Freilaufvorrichtung 12 kann schaltbar ausgeführt sein, indem das erste und zweite Freilaufbauteil 14, 16 axial gegeneinander bewegbar sind. Die Koppelvorrichtung 22 ist abhängig von der relativen axialen Stellung zwischen dem ersten und zweiten Freilaufbauteil 14, 16 wirksam oder unwirksam geschaltet. Bei unwirksam geschalteter Koppelvorrichtung 22 sind das erste und zweite Freilaufbauteil 14, 16 unabhängig von der Drehrichtung 24, 26 gegeneinander drehbar freigegeben.
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Die Koppelvorrichtung 22 umfasst mehrere umfangsseitig verteilt an einer axialen Seite 28 des ersten Freilaufbauteils 14 angeordnete Koppelelemente 30, die jeweils über ein Federelement 32 mit einer Federkraft beaufschlagt sind. Die Koppelvorrichtung 22 umfasst weiterhin eine Koppelstruktur 34 an einer der axialen Seite 28 des ersten Freilaufbauteils 14 axial gegenüberliegenden axialen Seite 36 des zweiten Freilaufbauteils 16. Die Koppelstruktur 34 ist als Axialverzahnung 38 ausgeführt, in die die Koppelelemente 30 bei Relativdrehung in die erste Drehrichtung 24 formschlüssig eingreifen.
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Die Koppelelemente 30 sind bevorzugt als Einrastkörper 40 ausgeführt, die unterstützt durch die Federkraft der Federelemente 32 in die Koppelstruktur 34 des zweiten Freilaufbauteils 16 zur mitdrehenden Verbindung zwischen dem ersten und zweiten Freilaufbauteil 14, 16 formschlüssig eingreifen und in Öffnungen 42 in dem ersten Freilaufbauteil 14 befestigt sind.
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2 zeigt eine räumliche Ansicht des Federelements aus 1. Das Federelement 32 ist drahtförmig ausgeführt, aufweisend einen ersten Federabschnitt 44, der an dem ersten Freilaufbauteil anliegt und parallel zu einer ersten Längsachse 46 geradlinig verläuft und einen davon abgewinkelt abstehenden und geradlinig verlaufenden zweiten Federabschnitt 48. Der erste Federabschnitt 44 ist als geradlinig verlaufender erster Drahtabschnitt 50 und der zweite Federabschnitt 48 als geradlinig verlaufender zweiter Drahtabschnitt 52 ausgeführt.
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An den ersten Federabschnitt 44 schließt sich ein Befestigungsabschnitt 54 an, der das Federelement 32 an dem Koppelelement befestigt. Der Befestigungsabschnitt 54 geht unmittelbar von dem ersten Federabschnitt 44 aus, während der zweite Federabschnitt 48 in einen Anlageabschnitt 56 übergeht, der an dem Koppelelement anliegt und in Bezug auf die erste Längsachse 46 zu dem Befestigungsabschnitt 54 beabstandet ist.
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3 zeigt eine räumliche Ansicht des Federelements und des Koppelelements aus 1. Das Federelement 32 ist an dem Koppelelement 30 vormontiert, bevorzugt geclipst eingehängt. Das Federelement 32 und das Koppelelement 30 bilden dabei eine Vormontagebaugruppe. Der Befestigungsabschnitt 54 ist als erster U-förmiger Abschnitt 58 in einer Nut 59 in dem Koppelelement 30 eingehängt. Der erste und zweite Federabschnitt 44, 48 bilden die Schenkel eines zweites U-förmigen Abschnitts 60. Der zweite Federabschnitt 48 erstreckt sich dabei gewinkelt gegenüber dem ersten Federabschnitt 44.
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Der Befestigungsabschnitt 54 gibt eine Kippachse 62 vor, um die das Koppelelement 30 entgegen der Federwirkung des zweiten Federabschnitts 48 in eine dem ersten Freilaufbauteil zugewandte Richtung 63 auslenkbar ist. Dabei biegt sich der zweite Federabschnitt 48 nach unten in Richtung zu dem ersten Freilaufbauteil.
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Der Neigungswinkel des zweiten Federabschnitts 44 gibt die Neigung des Koppelelements 30 um die Kippachse 62 vor.
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Das Federelement 32 ist in Bezug auf eine eine parallel zu der ersten Längsachse 46 verlaufende Symmetrieachse 64 einschließende und die Kippachse 62 als Normale aufweisende Symmetrieebene 66 spiegelsymmetrisch ausgeführt ist.
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4 zeigt einen Ausschnitt einer räumlichen Ansicht des ersten Freilaufbauteils aus 1. Das erste Freilaufbauteil 14 weist die Öffnung 42 zur Aufnahme des Koppelelements auf. Die Kontur der Öffnung 42 ist der Kontur des Koppelelements angepasst. Dadurch kann die Stabilität des ersten Freilaufbauteils 14 erhöht werden und das erste Freilaufbauteil 14 bauraumsparender und leichter ausgeführt werden.
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5 zeigt einen Ausschnitt einer räumlichen Ansicht des ersten Freilaufbauteils und des Federelements aus 1. Das erste Freilaufbauteil 14 nimmt das Federelement 32 auf. Hierfür ist der erste Federabschnitt 44 in einem Absatz 68 des ersten Freilaufbauteils 14 eingehängt und damit das Federelement 32 an dem ersten Freilaufbauteil 14 befestigt. Das Federelement 32 kann von dem ersten Freilaufbauteil 14 gelöst werden, indem die beiden gegenüberliegenden ersten Federabschnitte 44 zueinander gedrückt werden und damit der erste Federabschnitt 44 aus dem Absatz 68 entnommen werden kann.
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Das erste Freilaufbauteil 14 weist eine Rampe 69 auf, durch die der erste Federabschnitt 44 gestaucht wird und das Federelement 32 leicht einsetzbar ist.
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6 zeigt einen Ausschnitt einer räumlichen Ansicht der Freilaufkupplung aus 1. Die Freilaufkupplung 10 umfasst das erste Freilaufbauteil 14, das Koppelelement 30 und das dieses an dem ersten Freilaufbauteil 14 befestigende Federelement 32. Dabei ist das Koppelelement 30 über das Federelement 32 an dem ersten Freilaufbauteil 14 festgelegt. Der Befestigungsabschnitt 54 sichert das Federelement 32 an dem Koppelelement 30 und der erste Federabschnitt 44 ist in dem Absatz 68 des ersten Freilaufbauteils 14 eingehängt. Das Koppelelement 30 ist gegenüber dem ersten Freilaufbauteil 14 geneigt angeordnet und entgegen der Federkraft des Federelements 32 zu dem ersten Freilaufbauteil 14 hin um die durch den Befestigungsabschnitt 54 vorgegebene Kippachse 62 kippbar.
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Das Koppelelement 30 steht von der axialen Seite 28 des ersten Freilaufbauteils 14 durch die geneigte Anordnung axial ab und kann damit in die Koppelstruktur des zweiten Freilaufbauteils formschlüssig eingreifen.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Freilaufkupplung
- 12
- Freilaufvorrichtung
- 14
- erstes Freilaufbauteil
- 16
- zweites Freilaufbauteil
- 18
- Aussenverzahnung
- 20
- Innenverzahnung
- 22
- Koppelvorrichtung
- 24
- erste Drehrichtung
- 26
- zweite Drehrichtung
- 28
- axiale Seite
- 30
- Koppelelement
- 32
- Federelement
- 34
- Koppelstruktur
- 36
- axiale Seite
- 38
- Axialverzahnung
- 40
- Einrastkörper
- 42
- Öffnung
- 44
- erster Federabschnitt
- 46
- erste Längsachse
- 48
- zweiten Federabschnitt
- 50
- erster Drahtabschnitt
- 52
- zweiter Drahtabschnitt
- 54
- Befestigungsabschnitt
- 56
- Anlageabschnitt
- 58
- Abschnitt
- 59
- Nut
- 60
- Abschnitt
- 62
- Kippachse
- 63
- Richtung
- 64
- Symmetrieachse
- 66
- Symmetrieebene
- 68
- Absatz
- 69
- Rampe
