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TECHNISCHES GEBIET
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine wählbare Einwegkupplung zum Halten des Drehmoments in einer Drehrichtung.
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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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In verschiedenen mechanischen Vorrichtungen und insbesondere in Automatikfahrzeuggetrieben werden spezielle Freilauf- oder Einwegkupplungen verwendet, um eine Einwegantriebsverbindung zwischen dem jeweiligen Eingangs- und Ausgangskupplungslaufring zu erzeugen. Insbesondere kann eine Einwegkupplung ein Drehmoment übertragen, wenn die Drehung eines Laufrings in Bezug auf den anderen Laufring in einer Richtung erfolgt, während die Kupplung ”freiläuft” oder im Freilauf ist, wenn die Drehrichtung umgekehrt ist.
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Die jeweilige Form und Orientierung des Eingangs- und des Ausgangslaufrings können in Abhängigkeit vom Kupplungsentwurf variieren. Bestimmte Einwegkupplungen weisen einen Eingangs- und einen Ausgangslaufring auf, die in radial konzentrischer Weise in Bezug zueinander orientiert sind. Alternativ weisen die gegenüberliegenden Flächen oder Gegenflächen des Eingangs- und des Ausgangslaufrings eine Planare Orientierung oder Beziehung auf. Ein Mechanismus, der zum Verriegeln einer typischen Einwegkupplung verwendet wird, ist unterschiedlich, kann aber eines oder mehrere Drehmomentübertragungselemente wie etwa Rollen, Hemmschuhe, Kipphebel oder Streben enthalten, die zwischen dem Eingangsund dem Ausgangslaufring positioniert sind. In Abhängigkeit von dem bestimmten Typ oder Stil der Einwegkupplung und von der Drehrichtung kann jeder Laufring einzigartige, für den Eingriff eines oder mehrerer dieser Drehmomentübertragungselemente geeignete Oberflächenmerkmale enthalten, um wahlweise verschiedene Kupplungsbetriebsmodi freizugeben.
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Die Betriebsmodi einer einfachen Einwegkupplung sind ein ”verriegelter” Modus in einer Drehrichtung und ein ”Freilauf”-Modus in der entgegengesetzten Drehrichtung. In einer einfachen Einwegkupplung wird der Betriebsmodus durch die Richtung bestimmt, in der das Drehmoment an den Eingangslaufring angelegt wird.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Eine wählbare Einwegkupplungsanordnung (SOWC) enthält einen ersten Laufring, einen zweiten Laufring, mehrere Kipphebel und einen Wähleinrichtungsring. Der erste Laufring und der zweite Laufring umgeben jeweils die erste Achse. Die Kipphebel sind jeweils zum wahlweisen Halten des Drehmoments in einer ersten oder in einer zweiten Drehrichtung zum Festsetzen eines von mehreren verschiedenen Kupplungsbetriebsmodi konfiguriert. Der Wähleinrichtungsring definiert mehrere Fenster, wobei der Wähleinrichtungsring zur Drehung um die erste Achse, um dadurch wenigstens eines der mehreren Fenster relativ zu den Kipphebeln zu positionieren, um einen von mehreren verschiedenen Kupplungsbetriebsmodi festzusetzen, konfiguriert ist. Die SOWC wird durch Drehen des Wähleinrichtungsrings um die erste Achse, um dadurch das wenigstens eine der mehreren Fenster in einer vorgegebenen Weise auszurichten, eingerückt. Die Ausrichtung der Fenster ermöglicht, dass wenigstens einer der Kipphebel in einer radialen Richtung in Bezug auf die erste Achse mit dem zweiten Laufring in Eingriff gelangt, um das Drehmoment in wenigstens einer Drehrichtung zu halten.
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Eine wählbare Einwegkupplungsanordnung (SOWC-Anordnung) enthält einen ersten Laufring, einen zweiten Laufring, mehrere Kipphebel, mehrere Vorbelastungsvorrichtungen und einen Wähleinrichtungsring. Der erste Laufring und der zweite Laufring umgeben jeweils eine erste Achse. Der erste Laufring definiert mehrere Kipphebeltaschen. Die Kipphebel sind innerhalb der jeweiligen Kipphebeltasche angeordnet. Jeder der mehreren Kipphebel ist zum wahlweisen Halten des Drehmoments in einer ersten oder in einer zweiten Drehrichtung, um einen von mehreren verschiedenen Kupplungsbetriebsmodi festzusetzen, konfiguriert. Die Vorbelastungsvorrichtungen sind innerhalb einer jeweiligen Kipphebeltasche angeordnet und jeweils zum radialen Vorbelasten des jeweiligen Kipphebels in Richtung der ersten Achse konfiguriert. Der Wähleinrichtungsring definiert mehrere Fenster. Der Wähleinrichtungsring ist zum Drehen um die erste Achse, um dadurch wenigstens eines der mehreren Fenster relativ zu den Kipphebeln auszurichten, um einen von mehreren verschiedenen Kupplungsbetriebsmodi festzusetzen, konfiguriert. Die SOWC-Anordnung wird durch Drehen des Wähleinrichtungsrings um die erste Achse, um dadurch das wenigstens eine der mehreren Fenster auf vorgegebene Weise auszurichten, eingerückt. Die Ausrichtung des Fensters ermöglicht, dass wenigstens einer der Kipphebel in einer radialen Richtung in Bezug auf die erste Achse mit dem zweiten Laufring in Eingriff gelangt, um das Drehmoment in wenigstens einer Drehrichtung zu halten.
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Eine wählbare Einwegkupplungsanordnung (SOWC-Anordnung) enthält einen ersten Laufring, einen zweiten Laufring, mehrere Kipphebel, eine Vorbelastungsvorrichtung und einen Wähleinrichtungsring. Der erste Laufring und der zweite Laufring umgeben jeweils eine erste Achse. Der erste Laufring definiert mehrere Kipphebeltaschen. Ein zweiter Laufring definiert mehrere Kerben. Die Kipphebel sind innerhalb einer jeweiligen der Kipphebeltaschen angeordnet. Jeder der mehreren Kipphebel ist zum wahlweisen Halten des Drehmoments in einer ersten oder in einer zweiten Drehrichtung, um einen von mehreren verschiedenen Kupplungsbetriebsmodi festzusetzen, konfiguriert. Die Vorbelastungsvorrichtungen sind innerhalb einer jeweiligen Kipphebeltasche angeordnet und jeweils zum radialen Vorbelasten des jeweiligen Kipphebels in Richtung der ersten Achse derart, dass sich der jeweilige Kipphebel um eine zweite Achse dreht, konfiguriert. Der Wähleinrichtungsring definiert mehrere Fenster. Der Wähleinrichtungsring ist zum Drehen um die erste Achse, um dadurch wenigstens eines der mehreren Fenster auf wenigstens einen der Kipphebel auszurichten, um dadurch einen der mehreren verschiedenen Kupplungsbetriebsmodi festzusetzen, konfiguriert. Die SOWC-Anordnung wird durch Drehen des Wähleinrichtungsrings um die erste Achse, um das wenigstens eine der mehreren Fenster auf wenigstens einen der Kipphebel auszurichten, eingerückt. Die Ausrichtung des Fensters ermöglicht, dass wenigstens einer der Kipphebel mit einer jeweiligen der Kerben, die in dem zweiten Laufring definiert sind, in Eingriff gelangt, um das Drehmoment in wenigstens einer Drehrichtung zu halten.
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Die erhöhte Komplexität von Kraftübertragungsmechanismen hat zu einer Klasse wählbarer Einwegkupplungen geführt, die im Folgenden als SOWCs bezeichnet sind. Eine SOWC ist im Betrieb ähnlich einer wie oben beschriebenen einfachen Einwegkupplung. Wie der Name besagt, sind SOWCs allerdings ferner fähig, zwischen einem Eingangs- und einem Ausgangslaufring in einer oder in beiden Richtungen eine Antriebsverbindung zu erzeugen, und/oder außerdem fähig, nach Bedarf in einer oder in beiden Drehrichtungen freizulaufen.
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Die obigen Merkmale und Vorteile und weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung gehen leicht aus der folgenden ausführlichen Beschreibung der besten Ausführungsarten der Erfindung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen hervor.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 ist eine perspektivische Draufsicht einer wählbaren Einwegkupplung, die integrierte radiale Vorwärts- und Rückwärtskipphebel aufweist;
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2 ist eine schematische perspektivische Explosionsdarstellung der wählbaren Einwegkupplung aus 1;
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3 ist eine schematische perspektivische Querschnittsansicht der wählbaren Einwegkupplung aus 1 und 2 im Teilschnitt, die einen Kipphebel in einer vorwärts verriegelten Position darstellt;
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4 ist eine schematische perspektivische Ansicht des Kipphebels in Übereinstimmung mit der Erfindung;
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5 ist eine schematische Teilquerschnitts-Seitenansicht der wählbaren Einwegkupplung, die die Kipphebel in der vorwärts verriegelten Position darstellt;
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6 ist eine schematische Teilquerschnitts-Seitenansicht der wählbaren Einwegkupplung, die die Kipphebel in der Vorwärtsfreilaufposition darstellt;
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7 ist eine schematische Teilquerschnitts-Seitenansicht der wählbaren Einwegkupplung, die die Kipphebel in einer Neutralposition darstellt; und
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8 ist eine schematische Teilquerschnitts-Seitenansicht der wählbaren Einwegkupplung, die die Kipphebel in einer rückwärts verriegelten Position darstellt.
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BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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In den Zeichnungen, in denen sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche Komponenten beziehen, ist in 1 eine wählbare Einwegkupplung 10 gezeigt, die im Folgenden als eine SOWC 10 bezeichnet ist. Die SOWC 10 kann in einem Getriebe (nicht gezeigt) verwendet werden, um einen Eingang und einen Ausgang des Getriebes wahlweise funktional miteinander zu verbinden.
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Wie in 2 gezeigt ist, verläuft die SOWC 10 um eine erste Achse A. Die SOWC 10 enthält einen ersten Laufring oder einen Taschenring 12 und einen zweiten Laufring oder einen Kerbenring 14 und einen Wähleinrichtungsring 16. Jeder der Ringe 12, 14, 16 verläuft um die erste Achse A. Der Klarheit halber sind der erste und der zweite Laufring 12, 14 im Folgenden als der Taschenring 12 bzw. als der Kerbenring 14 bezeichnet. Der Taschenring 12 kann mehrere nach außen vorstehende Keilzähne 11 enthalten, die mit passenden Keilzählen (nicht gezeigt) eines feststehenden Gegenelements, z. B. eines Gehäuses (nicht gezeigt) des Getriebes, antriebstechnisch eingriffsfähig oder auf andere Weise zum Eingriff zu bringen sind. Der Kerbenring 14 kann mehrere gleich beabstandete nach innen vorstehende Zähne oder Keile 18 enthalten, die antriebstechnisch mit gegenüberliegenden Zähnen oder Keilen einer Drehmomenteingangsvorrichtung (nicht gezeigt) eingriffsfähig oder auf andere Weise zum Eingriff zu bringen sind. Die SOWC 10 kann zwei Sprengringe 20 enthalten, um die Ringe 12, 14, 16 innerhalb der SOWC 10 zu halten.
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Wieder anhand von 2 ist die SOWC 10 in einer Explosionsdarstellung gezeigt. Der Taschenring 12 verläuft um die erste Achse A und enthält eine erste Fläche 22, die einer zweiten Fläche 24 gegenüberliegt. Durch den Taschenring 12 ist entlang der ersten Achse A eine erste Öffnung 26 definiert. Eine nach innen weisende Innenfläche 28 umgibt die erste Öffnung 26. Die Innenfläche 28 definiert mehrere gleich beabstandete Wannen oder Kipphebeltaschen 30, die um die erste Öffnung 26 in Umfangsrichtung beabstandet sind. Die erste Fläche 22 und die zweite Fläche 24 definieren jeweils eine axial verlaufende erste Bohrung 32, die die erste Öffnung 26 umgibt. Die erste Fläche 22 definiert außerdem eine axial verlaufende Kerbe 34, die sich zur ersten Bohrung 32 öffnet. Die zweite Bohrung 33 ist zum drehbaren Positionieren des Wähleinrichtungsrings 16 ausgelegt. Die zweite Fläche 24 definiert einen axial verlaufenden radialen Schlitz 36, der sich zu der jeweiligen ersten Bohrung 32 öffnet. In jeder der ersten Bohrungen 32 ist in der Nähe jeder Fläche 22, 24 eine Umfangshaltenut 38 definiert. Jede der Umfangshaltenuten 38 umgibt die erste Achse A radial. Die Umfangshaltenuten 38 sind zum Halten oder Festhalten eines Sprengrings bzw. Sicherungsrings 20 dann ausgelegt.
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Anhand von 5–8 enthält jede der Kipphebeltaschen 30 eine Grundflächenaussparung 40 und eine Federaussparung 42. Die Grundflächenaussparung 40 öffnet sich zu der ersten Öffnung 26, und die Federaussparung 42 öffnet sich zu der Grundflächenaussparung 40. In jeder Federaussparung 42 kann eine Vorbelastungsvorrichtung 44 angeordnet sein.
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Die Vorbelastungsvorrichtung 44 kann eine Feder sein. In der in den Figuren gezeigten Ausführungsform ist die Vorbelastungsvorrichtung 44 eine ziehharmonikaartige Druckfeder 44. Jede Feder 44 ist so konfiguriert, dass sie auf einen gegenüberliegenden Kipphebel 46, der wenigstens teilweise in der Grundflächenaussparung 40 angeordnet ist, eine ausreichende Federkraft ausübt, um den Kipphebel 46 dadurch wie im Folgenden ausführlicher beschrieben in Eingriff mit dem Kerbenring 14 zu betätigen oder zu bewegen. Obwohl die ziehharmonikaartigen Druckfedern 44 bevorzugt sind, kann, wie der Fachmann auf dem Gebiet weiß, ebenfalls eine alternative Energiespeichervorrichtung wie etwa eine Schraubendruckfeder und dergleichen verwendet werden. Außerdem sollte gewürdigt werden, dass die Form der Federaussparung 42 an das Profil der gewählten Vorbelastungsvorrichtung 44 angepasst wäre, um die Form der Vorbelastungsvorrichtung 44 am besten aufzunehmen.
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Anhand von 2 und 3 verläuft der Kerbenring 14 um die erste Achse A. Der Kerbenring 14 definiert eine zweite Öffnung 48, die die erste Achse A umgibt. Der Kerbenring 14 ist innerhalb der ersten Öffnung 26 des Taschenrings 12 angeordnet. Der Kerbenring 14 enthält einen ersten Kranz 50 und einen zweiten Kranz 52, der dem ersten Kranz 50 gegenüberliegt. Jeder Kranz 50, 52 verläuft von den gegenüberliegenden Seiten des Kerbenrings 14 oder steht von ihnen vor und umgibt die zweite Öffnung 48. Jeder Kranz 50, 52 weist einen Außendurchmesser OD auf. Die nach innen vorstehenden Zähne 18 gehen von dem Kerbenring 14 aus und umgeben die zweite Öffnung 48. Von dem Kerbenring 14 gehen radial mehrere nach außen vorstehende Kerbzähne 54 aus, die den nach innen vorstehenden Zähnen 18 gegenüberliegen. Die Kerbzähne 54 sind um den gesamten Umfang der Außenseite des Kerbenrings 14 in Umfangsrichtung beabstandet. Zwischen jedem benachbarten Kerbzahn 54 ist eine Kipphebelkerbe 56 definiert.
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Anhand von 2 und 3 ist innerhalb der ersten Bohrung 32 auf der ersten Fläche 22 des Taschenrings 12 eine erste Halteplatte 58 angeordnet. Der Sprengring 20 ist in der Sprengringnut 38 angeordnet, die der ersten Fläche 22 zugeordnet ist, um die erste Halteplatte 58 an dem Taschenring 12 zu befestigen. Die erste Halteplatte 58 verläuft um die erste Achse A und definiert ein erstes Führungsloch 60 mit einem ersten Führungsdurchmesser D1. Von der ersten Halteplatte 58 geht axial ein dritter Kranz 62 aus, der das erste Führungsloch 60 umgibt. Anhand von 1 und 2 ist eine zweite Halteplatte 64 in der ersten Bohrung 32 an der zweiten Fläche 24 des Taschenrings 12 angeordnet. Der andere Sprengring 20 ist in der Sprengringnut 38 angeordnet, die der zweiten Fläche 24 des Taschenrings 12 zugeordnet ist, um die zweite Halteplatte 64 an dem Taschenring 12 zu halten. Die zweite Halteplatte 64 definiert ein zweites Führungsloch 66, das einen zweiten Führungsdurchmesser D2 aufweist. Um die Konzentrizität zwischen dem Taschenring 12 und dem Kerbenring 14 aufrechtzuerhalten, sind der erste und der zweite Führungsdurchmesser D1, D2 so bemessen, dass der Außendurchmesser OD sowohl des ersten als auch des zweiten Kranzes 50, 52 durch den ersten bzw. durch den zweiten Führungsdurchmesser D1, D2 verläuft, um mit der ersten bzw. mit der zweiten Halteplatte 58, 64 in Eingriff zu gelangen.
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Wie in 2 gezeigt ist, geht von der ersten Halteplatte 58 radial eine erste Nase 68 aus. Die erste Nase 68 ist mit der in der ersten Fläche 22 des Taschenrings 12 definierten Kerbe 34 in Eingriff. Die erste Nase 68 ist so konfiguriert, dass sie die Drehung der ersten Halteplatte 58 relativ zu dem Taschenring 12 verhindert. Ähnlich geht von der zweiten Halteplatte 64, wie in 1 und 2 gezeigt ist, radial eine zweite Nase 70 aus. Die zweite Nase 70 ist mit dem in der zweiten Fläche 24 des Taschenrings 12 definierten radialen Schlitz 36 in Eingriff. Die zweite Tasche 70 ist zum Verhindern der Drehung der zweiten Halteplatte 64 relativ zu dem Taschenring 12 konfiguriert. Außerdem ist die axiale Bewegung der SOWC 10 und der einzelnen Komponenten entlang der ersten Achse A beschränkt, wenn die Halteplatten 58, 64 mit den jeweiligen Sprengringen 20 an den jeweiligen Flächen 22, 24 des Taschenrings 12 befestigt sind.
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Wieder anhand von 2 definiert der Wähleinrichtungsring 16 eine dritte Öffnung 72 und enthält er einen Wähleinrichtungsringsteg 74, der die dritte Öffnung 72 radial umgibt. Der Wähleinrichtungsringsteg 74 umgibt die erste Achse A. Von einer ersten Kante 76 des Wähleinrichtungsstegs 74 verläuft eine Lippe 73 radial nach innen, um die erste Achse A radial zu umgeben. Die dritte Öffnung 72 innerhalb der Lippe 73 weist einen dritten Führungsdurchmesser D3 auf. Um die Konzentrizität weiter aufrechtzuerhalten, ist der Außendurchmesser OD des ersten Kranzes 50 des Kerbenrings 14 so bemessen, dass der erste Kranz 50 wie in 3 gezeigt um den dritten Pilotdurchmesser D3 des Wähleinrichtungsrings 16 und daraufhin um den ersten Pilotdurchmesser D1 der ersten Halteplatte 58 verläuft. Somit ist der dritte Kranz 62 axial gegenüber der Lippe 73 angeordnet. Ein Wähleinrichtungsbund 78 verläuft von der zweiten Kante 80, der ersten Kante 76 gegenüberliegend, radial nach außen, um die dritte Öffnung 72 radial zu umgeben. Von dem Wähleinrichtungsbund 78 geht ein Wähleinrichtungshebel 82 radial nach außen aus. Allgemein anhand von 1 ist der Wähleinrichtungshebel 82 innerhalb des radialen Schlitzes drehbar angeordnet und, wie im Folgenden ausführlicher beschrieben ist, zum wählbaren Drehen um die erste Achse A zwischen einer ersten Position P1, einer zweiten Position P2 und einer Neutralposition P3 konfiguriert. Der Ringsteg 74 definiert mehrere gleich beabstandete Fenster 84, die, wie in 2 gezeigt ist, um die dritte Öffnung 72 in Umfangsrichtung beabstandet sind. Der Wähleinrichtungsring 16 ist innerhalb der ersten Öffnung 26 des Taschenrings 12 angeordnet, und der Kerbenring 14 ist in der dritten Öffnung 72 des Wähleinrichtungsrings 16 angeordnet. Somit ist der Ringsteg 74 zwischen der Innenfläche 28 des Taschenrings 12 und der Kipphebelkerbe 56 und dem Kipphebelzahn 54 des Kerbenrings 14 positioniert. Vorzugsweise ist die Menge der Fenster 84 gleich der Anzahl der in dem Taschenring 12 definierten Kipphebeltaschen 30. Wie in 2 und 3 gezeigt ist, ist jedes Fenster 84 zum wahlweisen Zulassen, dass der Kipphebel 46 die Kerbzähne 54 auf der anderen Seite des Stegrings 74 berührt, konfiguriert.
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Anhand von 4 kann der Kipphebel 46 symmetrisch um eine zweite Drehachse B gebildet sein. Die zweite Achse B jedes Kipphebels 46 steht in beabstandeter und allgemein paralleler Beziehung zu der ersten Achse A. Der Kipphebel 46 enthält einen Zylinder 86, der entlang der zweiten Achse B verläuft. Ein erster Arm 88 und ein zweiter Arm 90 verlaufen in allgemein entgegengesetzten Richtungen von dem Zylinder radial nach außen. Der erste Arm 88 verläuft entlang einer nach innen gerichteten ersten Oberfläche 92 und der zweite Arm 90 verläuft entlang einer nach innen gerichteten zweiten Oberfläche 94, sodass die nach innen gerichtete erste Oberfläche 92 des ersten Arms 88 und die nach innen gerichtete zweite Oberfläche 94 des zweiten Arms 90 eine allgemeine V-Form dazwischen bilden. Der erste Arm 88 verläuft zu einem ersten freien Ende 96 und der zweite Arm 90 verläuft zu einem zweiten freien Ende 98. Die Arme 88, 90 können von dem Zylinder 86 zu den jeweiligen freien Enden 96, 98 verjüngt sein, um die Biegebelastungen an den Kipphebel 46 zu verringern. Die freien Enden 96, 98 können im Wesentlichen gleich sein. Wenn der Kipphebel 46 in der jeweiligen Tasche 30 innerhalb des Taschenrings 12 angeordnet ist, sind die Bezeichnungen ”Vorwärtsende” und ”Rückwärtsende” festgesetzt, wobei die Bezeichnungen die Orientierung des Kipphebels 46 relativ zu der Kupplungsdrehrichtung beschreiben. Für Veranschaulichungszwecke ist das erste freie Ende 96 im Folgenden als Vorwärtsende 96 bezeichnet und ist das zweite freie Ende 98 im Folgenden als Rückwärtsende 98 bezeichnet.
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Anhand von 3 enthält jede Kipphebeltasche 30 in dem Kipphebelring 12 einen der Kipphebel 46. Jeder Kipphebel 46 ist innerhalb der jeweiligen Kipphebeltasche 30 um die zweite Achse B drehbar. Außerdem kann jeder Kipphebel 46 die Fähigkeit aufweisen, sich relativ zu der ersten Achse A der SOWC 10 gegen eine Kraft der Vorbelastungsvorrichtung 44, wie in 2 und 3 gezeigt ist, radial nach innen zu bewegen. Um die Reaktionskräfte aufzuheben, die durch den Eingriff des Kipphebels 46 mit der jeweiligen Kerbe 56 erzeugt werden, können zwei diametral gegenüberliegende Kipphebel 46 gleichzeitig in diametral gegenüberliegenden Kerben 56 in dem Kerbenring 14 in Eingriff gelangen. Der Kipphebel 46 dreht sich innerhalb der Kipphebeltasche 30 um die zweite Achse B oder kann um sie kippen. Die durch die Vorbelastungsvorrichtung 44 bereitgestellte Kraft kann den Kipphebel 46 außerdem aus der Grundflächenaussparung 40 der Kipphebeltasche 30 bewegen. In Abhängigkeit von der Anzahl der Kerben 56 in dem Kerbenring 14 und der Anzahl der Kipphebel 46 wird entweder das Vorwärtsende 96 oder das Rückwärtsende 98 eines oder mehrerer der Kipphebel 46 so positioniert, dass es mit einer jeweiligen der Kerben 56 in dem Kerbenring 14 in Eingriff gelangt. Wie im Folgenden ausführlicher diskutiert ist, bestimmt der Eingriff eines der Enden 96, 98 der Kipphebel 46 innerhalb der jeweiligen Kerben 56 in dem Kerbenring 14 einen Betriebsmodus des Getriebes. Die nach innen gerichtete erste Oberfläche 92 des ersten Arms 88 des Kipphebels 46 kann eine Krümmung aufweisen, die zu der ersten Achse A der Drehung des Kerbenrings 14 allgemein konzentrisch ist, wenn das Rückwärtsende 98 des Kipphebels 46, wie in 5 und 6 gezeigt ist, mit einer jeweiligen Kerbe 56 an dem Kerbenring 14 vollständig in Eingriff ist. Ähnlich kann die nach innen gerichtete zweite Oberfläche 94 des zweiten Arms 90 des Kipphebels 46 eine Krümmung aufweisen, die zu der ersten Achse A der Drehung des Kerbenrings 14 allgemein konzentrisch ist, wenn das Vorwärtsende 96 des Kipphebels 46 mit der jeweiligen Kerbe 56 am Kerbenring 14, wie in 8 gezeigt ist, vollständig in Eingriff ist.
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Der Wähleinrichtungsring 16 ist relativ zu dem Taschenring 12 und zu den Kipphebeln 46 um die erste Achse A drehbar. Das heißt, dass sich der Wähleinrichtungsringsteg 74 um die erste Achse A und relativ zu der Innenfläche 28 des Taschenrings 12 dreht. Der Wähleinrichtungsring 16 kann sich unter Verwendung eines elektrischen Solenoids (nicht gezeigt), einer hydraulisch betätigten Vorrichtung (nicht gezeigt) oder irgendeines anderen Mechanismus, der zum wahlweisen Betätigen oder Drehen des Wähleinrichtungsrings 16 relativ zu dem Taschenring 12 geeignet ist, drehen. Der Wähleinrichtungshebel 82 begrenzt den Betrag, um den sich der Wähleinrichtungsring 16 um die erste Achse A relativ zu dem Taschenring 12 und zu den Kipphebeln 46 drehen kann.
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Wieder anhand von 5 ist die Drehrichtung des Kerbenrings 14 relativ zu dem Taschenring 12 und zu den Kipphebeln 46 dargestellt, wobei der Wähleinrichtungsstegring 74 in die erste Position P1 oder in eine ”vorwärts verriegelte” Position gedreht ist. Wenn der Wähleinrichtungsstegring 74 in die vorwärts verriegelte Position gedreht ist, wird verhindert, dass sich der Kerbenring 14 in eine Vorwärtsrichtung dreht, wie durch den Pfeil F angegeben ist, wenn auf den Kerbenring 14 ein Drehmoment in Richtung des Pfeils F wirkt. Der Zylinder 86 des Kipphebels 46 ist innerhalb der jeweiligen Kipphebeltasche 30 angeordnet und durch die Vorbelastungsvorrichtung 44 aus der Kipphebeltasche 30 und in Richtung der Kerbe 56 vorbelastet. Um die vorwärts verriegelte Position zu erzielen, wird der Wähleinrichtungsring 16, wie durch den Pfeil F angegeben ist, um die erste Achse A in der Vorwärtsrichtung betätigt, bewegt oder auf andere Weise gedreht. Der Wähleinrichtungsring 16 kann um die erste Achse A gedreht werden, bis der Wähleinrichtungsring 82 ein vorderstes Ende 100 des radialen Schlitzes 36 in dem Taschenring 12, das der ersten Position P1 entspricht, berührt, um, wie in 1 gezeigt ist, zu verhindern, dass sich der Wähleinrichtungsring 16 in der Vorwärtsrichtung weiter dreht. Nachdem der Wähleinrichtungshebel 82 das vorderste Ende 100 des radialen Schlitzes 36 berührt, ist wenigstens ein radiales Fenster 84 wenigstens teilweise auf das entsprechende Rückwärtsende 98 wenigstens eines der Kipphebel 46 ausgerichtet. Somit ist das Rückwärtsende 98 durch die jeweilige Vorbelastungsvorrichtung 44 in Eingriff mit der jeweiligen Kerbe 56 vorbelastet. Im Ergebnis des Eingriffs zwischen dem Rückwärtsende 98 wenigstens eines der Kipphebel 46 und den jeweiligen Kerben 56 des Kerbenrings 14 wird verhindert, dass sich der Kerbenring 14 relativ zu dem Taschenring 12 in Richtung des Pfeils F dreht. Das heißt, dass in Richtung des Pfeils F zwischen dem Taschenring 12 und dem Kerbenring 14 eine Kraft übertragen werden kann.
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In 6 ist eine ”Vorwärtsfreilauf”-Position gezeigt. In der Vorwärtsfreilaufposition kann sich der Nockenring 14, wie durch den Pfeil R dargestellt ist, in einer Rückwärtsposition drehen. In der Vorwärtsfreilaufposition ist der Wähleinrichtungsring 16 immer noch in der ersten Position P1. Allerdings veranschaulicht 5, wie sich der Nockenring 14 in der Vorwärtsfreilaufposition relativ zu dem Taschenring 12 in der durch den Pfeil R angegebenen Richtung drehen kann, wenn an den Nockenring 14 in Richtung des Pfeils R ein Drehmoment angelegt wird. Somit kann sich das Rückwärtsende 98 des Kipphebels 46 durch Schwenken um das Rückwärtsende 98, das den Wähleinrichtungsringsteg 74 berührt, frei aus dem Eingriff mit der Gegenkerbe 56 weg bewegen, während sich der Kerbzahn 54 relativ zu dem Kipphebel 46 dreht, um den zweiten Arm 90 aus der Kerbe 56 anzuheben. Auf diese Weise kann sich der Kerbenring 14 in der durch den Pfeil R dargestellten Richtung frei drehen. Wenn dies geschieht, übt die Vorbelastungsvorrichtung 44 auf den Kipphebel 46 ein Moment aus, das das Rückwärtsende 98 des Kipphebels 46, das auf das jeweilige Fenster 84 ausgerichtet ist, aus der jeweiligen Kerbe 56 drangt.
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In 7 ist eine ”Neutral”-Position gezeigt. Eine Neutralposition P3 kann eine Position sein, in der verhindert wird, dass beide Enden 96, 98 des Kipphebels 46 mit irgendeiner der Kerben 56 in dem Kerbenring 14 in Eingriff gelangen. Die Neutralposition P3 wird dadurch erzielt, dass der Wähleinrichtungshebel 82 in eine Mitte des radialen Schlitzes 36 in dem Taschenring 12 bewegt wird. Im Ergebnis bewegt sich der Wähleinrichtungsringsteg 74 zur Mitte des Zylinders 86 des Kipphebels 46. Der Kipphebel 46 wird gedrängt, sich zu einer Position zu drehen, an der beide Enden 96, 98 allgemein äquidistant von den Kerbzähnen 54 sind. Wenn die Enden 96, 98 auf diese Weise positioniert sind, kann zwischen dem Taschenring 12 und dem Kerbenring 14 keine Kraft übertragen werden, da verhindert wird, dass jedes Ende 96, 98 in die Kerben 56 eintritt. Somit dreht sich der Kerbenring 14, wie durch den Pfeil N gezeigt ist, in beiden Drehrichtungen frei.
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In 8 ist die Drehrichtung des Kerbenrings 14 relativ zu dem Taschenring 12 und zu den Kipphebeln 46 mit dem Wähleinrichtungsstegring 74 in die erste Position P1 oder in eine ”rückwärts verriegelte” Position gedreht dargestellt. Wenn der Wähleinrichtungsstegring 74 in der vorwärts verriegelten Position ist, wird verhindert, dass sich der Kerbenring 14, wie durch den Pfeil R angegeben ist, in eine Rückwärtsrichtung dreht, wenn auf den Kerbenring 14 ein Drehmoment in Richtung des Pfeils R wirkt. Der Zylinder 86 jedes Kipphebels 46 ist innerhalb der jeweiligen Kipphebeltasche 30 angeordnet und aus der Kipphebeltasche 30 und in Richtung der Kerbe 56 durch die Vorbelastungsvorrichtung 44 vorbelastet. Um die rückwärts verriegelte Position zu erzielen, wird der Wähleinrichtungsring 16, wie durch den Pfeil R angegeben ist, um die erste Achse A in der Rückwärtsrichtung betätigt, bewegt oder auf andere Weise gedreht. Der Wähleinrichtungsring 16 kann um die erste Achse A gedreht werden, bis der Wähleinrichtungshebel 82 ein hinterstes Ende 102 des radialen Schützes 36 in dem Taschenring 12, das der zweiten Position P2 entspricht, wie in 1 gezeigt ist, berührt, um eine weitere Drehung des Wähleinrichtungsrings 16 in der Rückwärtsrichtung zu verhindern. Nachdem der Wähleinrichtungshebel 82 das hinterste Ende 102 des radialen Schlitzes 36 berührt, ist wenigstens ein radiales Fenster 84 auf das entsprechende Rückwärtsende 98 wenigstens eines der Kipphebel 46 wenigstens teilweise ausgerichtet. Somit ist das Vorwärtsende 96 durch die jeweilige Vorbelastungsvorrichtung 44 in Eingriff mit der jeweiligen Kerbe 56 vorbelastet. Im Ergebnis des Eingriffs zwischen dem Vorwärtsende 96 wenigstens eines der Kipphebel 46 und den jeweiligen Kerben 56 des Kerbenrings 14 wird verhindert, dass sich der Kerbenring 14 relativ zu dem Taschenring 12 in Richtung des Pfeils R dreht. Das heißt, dass in Richtung des Pfeils R zwischen dem Taschenring 12 und dem Kerbenring 14 eine Kraft übertragen werden kann.
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Wie in 1–3 und 5–8 gezeigt ist, können während des Vorwärts- oder Rückwärtsfreilaufmodus in dem Kerbenring 14 eine Reihe radialer Öldurchlässe 104 definiert sein. Die Öldurchlässe 104 sind zur Bereitstellung einer Dämpfung und Schmierung für die Kipphebel 46, während sie sich in die und aus den in den Kerbzähnen 54 definierten Kerben 56 bewegen, ausgelegt. Die radialen Öldurchlässe 104 können außerdem für die Teileoberflächen, die sich während der Freilaufmodi relativ zueinander bewegen, Schmieröl und Kühlung bereitstellen. Eine ähnliche Anordnung von Schmierlöchern 104 kann außerdem in den Taschenring 12 integriert sein, um als Auslassanschlüsse zur Verbesserung der Ölströmung und Kühlung zu wirken.
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Obwohl die besten Ausführungsarten der Erfindung ausführlich beschrieben worden sind, erkennt der Fachmann auf dem Gebiet, auf das sich diese Erfindung bezieht, verschiedene alternative Entwürfe und Ausführungsformen, um die Erfindung im Umfang der beigefügten Ansprüche zu verwirklichen.
