WO2014079427A1

WO2014079427A1 - Drehmomentübertragungseinrichtung

Info

Publication number: WO2014079427A1
Application number: PCT/DE2013/200249
Authority: WO
Inventors: Jürgen Kroll; Steffen Lehmann; Philipp Rasch
Original assignee: Schaeffler Technologies AG & Co. KG
Priority date: 2012-11-22
Filing date: 2013-10-28
Publication date: 2014-05-30
Also published as: DE112013005618A5; WO2014079426A1; DE102013221839A1; DE112013005606A5; CN104797839B; DE102013221835A1; CN104797839A; CN104797840B; CN104797840A

Abstract

Die Erfindung betrifft Drehmomentübertragungseinrichtung mit mindestens einem Freilauf, der schaltbar ist, um eine Drehmomentübertragung in entgegengesetzten Relativverdrehrichtungen zu ermöglichen. Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass der Freilauf und eine Freilaufüberbrückungskupplung durch eine gemeinsame Umschalteinrichtung schaltbar sind.

Description

Drehmomentübertragungseinrichtung

Die Erfindung betrifft eine Drehmomentübertragungseinrichtung mit mindestens einem Freilauf, der schaltbar ist, um eine Drehmomentübertragung in entgegengesetzten Relativverdrehrichtungen zu ermöglichen.

Aus dem US-Patent US 4,354,584 ist eine kupplungsbetätigte Schaltsperre für druckmittelbetätigte Schaltgetriebe bekannt, wobei eine Druckmittelzufuhr zum Schaltgetriebe durch ein an einem Kupplungsnehmerzylinder angeordnetes, über eine Schleppeinrichtung mit diesem verbundenes Schaltventil absperrbar ist. Aus der internationalen Veröffentlichung WO

201 1/124193 A1 ist eine Kurbelwellenriemenscheibe zum Übertragen eines Drehmoments zwischen einer Kurbelwelle und einem Riementrieb, mit einem Riemenscheibenfreilauf bekannt, wobei der Riemenscheibenfreilauf in der Kurbelwellenriemenscheibe mit einer durch einen Betätigungsfreilauf betätigbaren Kupplung kombiniert ist, durch die der Riemenscheibenfreilauf überbrückt werden kann.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Drehmomentübertragungseinrichtung mit mindestens einem Freilauf zu schaffen, der mit geringer Kraft schaltbar ist, um eine Drehmomentübertragung in entgegengesetzten Relativverdrehrichtungen zu ermöglichen.

Bei einer Drehmomentübertragungseinrichtung mit mindestens einem Freilauf, der schaltbar ist, um eine Drehmomentübertragung in entgegengesetzten Relativverdrehrichtungen zu ermöglichen, können der Freilauf und eine Freilaufüberbrückungskupplung durch eine gemeinsame Umschalteinrichtung schaltbar sein. Der Freilauf kann in einer Drehrichtung Drehmoment übertragen. In der entgegengesetzten Drehrichtung kann der Freilauf kein Drehmoment übertragen. Die Freilaufüberbrückungskupplung kann in beiden Drehrichtungen Drehmoment übertragen. Durch die gemeinsame Umschalteinrichtung kann auf einfache Art und Weise ein störungsfreier Betrieb der Drehmomentübertragungseinrichtung sichergestellt werden.

Eine solche Drehmomentübertragungseinrichtung kann mit einem einseitig wirkenden Freilauf ausgeführt sein. Der Freilauf ist vorzugsweise als Klemmkörperfreilauf, insbesondere Rollenfreilauf, ausgeführt. Bei der Drehmomentübertragungseinrichtung kann die Freilaufuberbruckungskupplung spielfrei ausgeführt sein. Die Freilaufüberbrückungskupplung ist zum Beispiel als Klauenkupplung ausgeführt.

Die gemeinsame Umschalteinrichtung kann einen Verstellkäfig umfassen, der eine Klemm- körperbeaufschlagungseinrichtung für den Freilauf und eine Formschlusseinrichtung für die Freilaufüberbrückungskupplung aufweist. Durch die Klemmkörperbeaufschlagungseinrichtung kann ein Klemmkörper, wie eine Klemmrolle, zwischen einem Freilaufinnenring und einem Freilaufaußenring eingeklemmt werden. Zu diesem Zweck ist der Freilaufinnenring oder der Freilaufaußenring vorzugsweise mit einer Verstellrampe ausgestattet. Die Formschlusseinrichtung dient dazu, eine formschlüssige Verbindung zwischen dem Freilaufinnenring und dem Freilaufaußenring zu ermöglichen.

Dabei kann die Formschlusseinrichtung für die Freilaufüberbrückungskupplung eine Zwischenverzahnung umfassen, die eine formschlüssige Verbindung zwischen einer Innenring- verzahnung und einer Außenringverzahnung ermöglicht. Die Innenringverzahnung und die Außenringverzahnung können durch die Zwischenverzahnung formschlüssig miteinander verbunden werden.

Weiterhin können der Freilauf und die Freilaufüberbrückungskupplung einen gemeinsamen Innenring und einen gemeinsamen Außenring aufweisen. Der Innenring oder der Außenring sind mit Freilauframpen für den Freilauf ausgestattet. Darüber hinaus sind der gemeinsame Innenring mit der Innenringverzahnung und der gemeinsame Außenring mit der Außenringverzahnung zur Darstellung der Freilaufüberbrückungskupplung ausgestattet.

Die oben angegebene Aufgabe ist bei einer Drehmomentübertragungseinrichtung mit mindestens einem Freilauf, der schaltbar ist, um eine Drehmomentübertragung in entgegengesetzten Relativverdrehrichtungen zu ermöglichen, alternativ oder zusätzlich dadurch gelöst, dass zwei in entgegengesetzte Richtungen wirkende Freiläufe durch eine gemeinsame Umschalteinrichtung schaltbar sind. Die beiden Freiläufe sind vorzugsweise als einseitig wirkende Freiläufe ausgeführt. Die beiden Freiläufe können zum Beispiel als Klemmkörperfreiläufe oder Sperr- klinkenfreiläufe ausgeführt sein. Durch die gemeinsame Umschalteinrichtung kann auf einfache Art und Weise ein störungsfreier Betrieb der Drehmomentübertragungseinrichtung sichergestellt werden. Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Drehmomentübertragungseinrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Freiläufe als Sperrklinkenfreilaufe ausgeführt sind. Durch die Sperrklinkenfreilaufe kann ein Freilaufinnenring formschlüssig mit einem Freilaufaußenring verbunden werden.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Drehmomentübertragungseinrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass die gemeinsame Umschalteinrichtung einen Verstellkäfig um- fasst, der mit Sperrklinken von beiden Freiläufen zusammenwirkt. Dadurch kann auf einfache Art und Weise erreicht werden, dass die Sperrklinken des einen Freilaufs deaktiviert werden, wenn die Sperrklinken des anderen Freilaufs aktiviert werden.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Drehmomentübertragungseinrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Sperrklinken von beiden Freiläufen durch jeweils eine Federeinrichtung vorgespannt sind. Die Sperrklinken der beiden Freiläufe sind vorzugsweise durch jeweils eine Federeinrichtung in ihre aktivierte Stellung vorgespannt.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Drehmomentübertragungseinrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Sperrklinken eines ersten Freilaufs durch den Verstellkäfig aktiviert sind beziehungsweise werden, wenn die Sperrklinken eines zweiten Freilaufs durch den Verstellkäfig deaktiviert sind beziehungsweise werden, und umgekehrt. Als aktivierte Stellung wird die Stellung der Sperrklinken bezeichnet, in der sie eine formschlüssige Verbindung zwischen dem Freilaufinnenring und dem Freilaufaußenring ermöglichen. In der aktivierten Stellung kann Drehmoment übertragen werden.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Drehmomentübertragungseinrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass der Verstellkäfig zwischen zwei Endstellungen eine Neutralstellung aufweist, in der die Sperrklinken von beiden Freiläufen deaktiviert sind. In der Neutralstellung ist eine Relativverdrehung zwischen Innenring und Außenring in entgegengesetzten Relativverdrehrichtungen möglich. In der Neutralstellung kann kein Drehmoment übertragen werden.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Drehmomentübertragungseinrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Freiläufe einen gemeinsamen Innenring und einen gemeinsamen Außenring aufweisen. Der Innenring und der Außenring sind mit Profilen für die Sperrklinken ausgestattet. Die Profile ermöglichen zusammen mit den Sperrklinken eine formschlüssige Verbindung zwischen dem Innenring und dem Außenring.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Drehmomentübertragungseinrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Freiläufe als Klemmkörperfreiläufe ausgeführt sind. Durch die gemeinsame Umschalteinrichtung kann einer der Klemmkörperfreiläufe aktiviert werden, wobei der andere Klemmkörperfreilauf gleichzeitig deaktiviert wird.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Drehmomentübertragungseinrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass die gemeinsame Umschalteinrichtung einen Verstellkäfig um- fasst, der Klemmkörperbeaufschlagungseinrichtungen für Klemmkörper von beiden Freiläufen aufweist. Dadurch kann auf einfache Art und Weise sichergestellt werden, dass der eine Freilauf deaktiviert wird, wenn der andere Freilauf aktiviert wird.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Drehmomentübertragungseinrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Klemmkörper von beiden Freiläufen durch jeweils eine Federeinrichtung vorgespannt sind. Die Klemmkörper von beiden Freiläufen sind vorzugsweise durch die Federeinrichtung jeweils in ihre aktivierte Stellung oder Klemmstellung vorgespannt.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Drehmomentübertragungseinrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Klemmkörper eines ersten Freilaufs durch den Verstellkäfig eingeklemmt sind beziehungsweise werden, wenn die Klemmkörper eines zweiten Freilaufs durch den Verstellkäfig freigegeben sind beziehungsweise werden, und umgekehrt. Dadurch werden zwei Endstellungen dargestellt, in welchen Drehmoment in entgegengesetzten Relativverdrehrichtungen übertragen werden kann.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Drehmomentübertragungseinrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass der Verstellkäfig zwischen zwei Endstellungen eine Neutralstellung aufweist, in der die Klemmkörper von beiden Freiläufen freigegeben sind. In der Neutralstellung ist eine Relativverdrehung in entgegengesetzten Relativverdrehrichtungen möglich, ohne dass Drehmoment übertragen wird.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Drehmomentübertragungseinrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Freiläufe einen gemeinsamen Innenring und einen gemeinsamen Außenring aufweisen. Der Innenring oder der Außenring ist mit Freilauframpen für beide Freiläufe ausgestattet.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Drehmomentübertragungseinrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass die gemeinsame Umschalteinrichtung eine Vorschaltelastizitat umfasst. Die Vorschaltelastizitat ermöglicht ein Vorwählen beim Umschalten, während einer der Freiläufe noch aktiviert ist, insbesondere klemmt.

Die Erfindung betrifft des Weiteren einen Innenring, einen Außenring und/oder eine Umschalteinrichtung für eine vorab beschriebene Drehmomentübertragungseinrichtung. Der Innenring, der Außenring und/oder die Umschalteinrichtung sind/ist separat handelbar.

Die Erfindung betrifft des Weiteren eine Zugmittelscheibe mit einer vorab beschriebenen Drehmomentübertragungseinrichtung. Bei der Zugmittelscheibe handelt es sich insbesondere um eine Riemenscheibe in einem Riementrieb eines Kraftfahrzeugs. Bei der Riemenscheibe wiederum handelt es sich vorzugsweise um eine Kurbelwellenriemenscheibe, die einer Kurbelwelle eines Kraftfahrzeugs zugeordnet ist.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnung verschiedene Ausführungsbeispiele im Einzelnen beschrieben sind. Dabei zeigen die:

Figuren 1 bis 4 vereinfachte Darstellungen von Drehmomentübertragungseinrichtungen gemäß drei verschiedenen Ausführungsbeispielen;

Figuren 5 und 6 eine Ausführungsform des in den Figuren 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispiels;

Figuren 7 bis 9 eine Ausführungsform des in Figur 3 dargestellten Ausführungsbeispiels;

Figuren 10 und 1 1 eine Ausführungsform des in Figur 4 dargestellten Ausführungsbeispiels und die Figuren 12 bis 14 eine Variante der in den Figuren 10 und 1 1 dargestellten Ausführungsform.

In den Figuren 1 bis 4 sind drei verschiedene Ausführungsbeispiele einer erfindungsgemäßen Drehmomentübertragungseinrichtung 1 ; 31 ; 41 stark vereinfacht dargestellt. Die Drehmomentübertragungseinrichtung 1 ; 31 ; 41 dient zum Zu- und Abschalten von Drehmomentrichtungen und wird vorzugsweise in Antriebssträngen von Kraftfahrzeugen eingesetzt. Dabei ist die Drehmomentübertragungseinrichtung 1 ; 31 ; 41 besonders vorteilhaft in eine Riemenscheibe, insbesondere eine Kurbelwellenriemenscheibe, integriert. Eine derartige Kurbelwellenriemenscheibe ist zum Beispiel in der internationalen Veröffentlichung WO 201 1/124193 A1 offenbart.

Die Drehmomentübertragungseinrichtung 1 ; 31 ; 41 weist eine Eingangsseite 3 und eine Ausgangsseite 4 auf. Von der Eingangsseite 3 kann ein Drehmoment auf die Ausgangsseite 4 übertragen werden. Darüber hinaus kann von der Ausgangsseite 4 ein Drehmoment auf die Eingangsseite 3 übertragen werden. Darüber hinaus ist die Eingangsseite 3/Ausgangsseite 4, je nach Betriebszustand und/oder Bedarf, auch ohne Drehmomentübertragung relativ zu der Ausgangsseite 4/Eingangsseite 3 verdrehbar, gegebenenfalls auch umgekehrt.

Die Eingangsseite 3 der Drehmomentübertragungseinrichtung 1 ;31 ;41 ist zum Beispiel drehfest mit einer Kurbelwelle einer Brennkraftmaschine im Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs verbunden. Die Ausgangsseite 4 der Drehmomentübertragungseinrichtung 1 ; 31 ; 41 ist zum Beispiel drehfest mit einer Riemenspur einer Riemenscheibe verbunden, die in einem Riementrieb des Kraftfahrzeugs angeordnet ist. In dem Riementrieb sind zum Beispiel des Weiteren ein Startergenerator und ein Klimakompressor angeordnet.

Die in den Figuren 1 und 2 dargestellte Drehmomentübertragungseinrichtung 1 umfasst einen Freilauf 1 1 und eine Freilaufüberbrückungskupplung 12. Der Freilauf 1 1 ist als einseitig wirkender, offenbarer Freilauf ausgeführt. Die Freilaufüberbrückungskupplung 12 ist als schaltbare spielfreie Kupplung, zum Beispiel als Klauenkupplung, ausgeführt. Die Drehmomentübertragungseinrichtung 1 mit dem Freilauf 1 1 und der Freilaufüberbrückungskupplung 12 ist durch eine gemeinsame Umschalteinrichtung 10 zwischen zwei Stellungen umschaltbar.

In Figur 1 ist die Drehmomentübertragungseinrichtung 1 in einer ersten Stellung dargestellt. Bei dem oberen von zwei Großbuchstaben A ist die Eingangsseite 3 der Drehmomentübertra- gungseinrichtung 1 über den Freilauf 1 1 mit der Ausgangsseite 4 gekoppelt. Der Freilauf 1 1 ist zum Beispiel als Klemmkörperfreilauf ausgeführt, der in einer Relativverdrehrichtung zwischen der Eingangsseite 3 und der Ausgangsseite 4 klemmt, um ein Drehmoment zu übertragen. In einer anderen Relativverdrehrichtung ermöglicht der Freilauf 1 1 eine Relativverdrehung zwischen der Eingangsseite 3 und der Ausgangsseite 4, ohne dass ein Drehmoment übertragen wird. Die Kupplung 12 ist, wie man an dem unteren von zwei Großbuchstaben B sieht, geöffnet.

In Figur 2 ist die Drehmomentübertragungseinrichtung 1 in ihrer zweiten Stellung dargestellt. Die gemeinsame Umschalteinrichtung 10 ist so umgeschaltet, dass der Freilauf 1 1 zwischen der Eingangsseite 3 und der Ausgangsseite 4 der Drehmomentübertragungseinrichtung 1 keine Wirkung mehr hat. Die Kupplung 12 ist durch die gemeinsame Umschalteinrichtung 10 geschlossen. Dabei wirkt die Kupplung 12 in beide Richtungen, das heißt durch die Kupplung 12 wird eine drehfeste Verbindung zwischen der Eingangsseite 3 und der Ausgangsseite 4 geschaffen.

Die gemeinsame Umschalteinrichtung 10 umfasst zum Beispiel einen Umschaltkäfig, der sowohl auf den zum Beispiel als Rollenfreilauf ausgeführten Freilauf 1 1 als auch auf die spielfreie Kupplung 12 wirkt. Im Betrieb verschiebt der Umschaltkäfig die Rollen des Freilaufs beim Schließen der spielfreien Kupplung 12. Eine Drehzahlsynchronisation, die zum Schließen der spielfreien Kupplung nötig ist, erfolgt vorzugsweise zum Großteil durch den Freilauf 1 1.

Der Freilauf 1 1 ist bei geschlossener spielfreier Kupplung 12 ohne Funktion. Der Freilauf 1 1 kann in der in Figur 2 dargestellten zweiten Stellung der Drehmomentübertragungseinrichtung 1 in beide Richtungen kein Moment mehr übertragen. Dadurch wird besonders vorteilhaft ein unerwünschtes Verklemmen von Freilauf 1 1 und spielfreier Kupplung 12 verhindert.

In den Figuren 5 und 6 ist eine Ausführungsform der in den Figuren 1 und 2 dargestellten Drehmomentübertragungseinrichtung 1 in zwei verschiedenen Schaltstellungen dargestellt. Die gemeinsame Umschalteinrichtung 10 umfasst einen Verstellkäfig 60, der auch als Umschaltkäfig bezeichnet werden kann. Der Eingangsseite 3 der Drehmomentübertragungseinrichtung 1 ist ein gemeinsamer Innenring 61 für den Freilauf 1 1 und die Freilaufüberbrü- ckungskupplung 12 zugeordnet. Der Ausgangsseite 4 der Drehmomentübertragungseinrichtung 1 ist ein gemeinsamer Außenring 62 für den Freilauf 1 1 und die Freilaufüberbrückungs- kupplung 12 zugeordnet. An dem Innenring 61 sind Verstellrampen 64 vorgesehen. Die Verstellrampen 64 wirken mit Klemmkörpern 65 zusammen, die durch Federn 66 in ihre in Figur 5 dargestellte Klemmstellung vorgespannt sind. An dem Verstellkäfig 60 ist eine Klemmkörperbeaufschlagungseinrich- tung 67 ausgebildet, durch welche die Klemmkörper 65 aus ihrer in Figur 5 dargestellten Klemmstellung gelöst werden können. Durch einen Pfeil 68 ist in Figur 5 angedeutet, dass der Freilauf 1 1 in der Stellung A der Drehmomentübertragungseinrichtung 1 klemmt, so dass über die eingeklemmten Klemmkörper 65 ein Drehmoment von der Eingangsseite 3 auf die Ausgangsseite 4 übertragen wird, und umgekehrt. Dabei stellt der Pfeil 68 die Klemmrichtung dar. In der entgegengesetzten Richtung, also wenn sich der Innenring 61 in Figur 5 nach links beziehungsweise der Außenring 62 in Figur 5 nach rechts bewegt, dann entfaltet die Drehmomentübertragungseinrichtung 1 ihre Freilauffunktion, in der kein Drehmoment übertragen wird.

An dem Innenring 61 ist des Weiteren eine Innenringverzahnung 71 ausgebildet. Die Innen- ringverzahnung 71 ist gegenüber einer Außenringverzahnung 72 angeordnet, die an dem Außenring 62 ausgebildet ist. An dem Verstellkäfig 60 ist eine Zwischenverzahnung 74 ausgebildet, die zusammen mit der Innenringverzahnung 71 und der Außenringverzahnung 72 eine Formschlusseinrichtung 75 darstellt.

In der in Figur 5 dargestellten Stellung A ist die Zwischenverzahnung 74 nicht zwischen der Innenringverzahnung 71 und der Außenringverzahnung 72 angeordnet, so dass die Formschlusseinrichtung 75 geöffnet ist. In der in Figur 5 dargestellten Stellung A des Verstellkäfigs 60 wirken die Verstellrampen 64 und die Klemmkörper, insbesondere Klemmrollen, 65 als einseitig wirkender Freilauf zwischen dem Außenring 62 und dem Innenring 61.

Dreht sich der Außenring 62 schneller als der Innenring 61 , wird der Freilauf 1 1 überholt. Hat der Innenring 61 die Drehzahl des Außenrings 62 erreicht, drehen sich beide durch Klemmen des Freilaufs 1 1 mit gleicher Drehzahl weiter. Nach dem Angleichen der Drehzahlen zwischen Innenring 61 und Außenring 62 kann in die in Figur 6 dargestellte Stellung B geschaltet werden.

In der in Figur 6 dargestellten Stellung B drückt der Verstellkäfig 60 mit seiner Klemmkörper- beaufschlagungseinrichtung 67 den Klemmkörper 65 weg von der Verstellrampe 64, also in Figur 6 nach rechts. Gleichzeitig schafft die Zwischenverzahnung 64 in Stellung B eine formschlüssige Verbindung zwischen der Innenringverzahnung 71 und der Außenringverzahnung 72. Durch die geschlossene Formschlusseinrichtung 75 wird der Innenring 61 spielfrei mit dem Außenring 62 verbunden. Daraus ergibt sich, wie durch einen Doppelpfeil 78 in Figur 6 angedeutet ist, eine drehfeste Verbindung in beiden Richtungen zwischen der Eingangsseite 3 und der Ausgangsseite 4 der Drehmomentübertragungseinrichtung 1 . Alternativ können auch andere Mitnahmeelemente anstelle der Verzahnungen 71 , 72 verwendet werden.

Die in Figur 3 dargestellte Drehmomentübertragungseinrichtung 31 umfasst zwei Freiläufe 21 , 22. Bei den Freiläufen 21 , 22 handelt es sich um einseitige, vorzugsweise formschlüssige, Freiläufe, die in entgegengesetzten Richtungen wirken. Die gemeinsame Umschalteinrichtung 10 umfasst vorzugsweise ein formschlüssiges, schaltbares Umschaltelement, das ein gleichzeitiges Schalten der beiden Freiläufe 21 , 22 ermöglicht.

Die in Figur 3 dargestellte Drehmomentübertragungseinrichtung 31 kann mit Hilfe der gemeinsamen Umschalteinrichtung 10 zwischen drei verschiedenen Stellungen A, B, C umgeschaltet werden. In der Stellung A wirkt nur der Freilauf 21 zwischen der Eingangsseite 3 und der Ausgangsseite 4. Der Freilauf 22 hat in der Stellung A keine Wirkung. In der Stellung B haben beide Freiläufe 21 , 22 keine Wirkung. Die Stellung B entspricht der Neutralstellung. In der Stellung C entfaltet der Freilauf 22 seine Wirkung. Der Freilauf 21 hat in Stellung C keine Wirkung.

Die Freiläufe 21 , 22 umfassen zur Drehmomentübertragung Formschlusselemente, wie Sperrklinken, die durch eine Federeinrichtung vorgespannt sind. Dabei wirken die Formschlusselemente, insbesondere die Sperrklinken, mit jeweils mindestens einem Profil, vorzugsweise zwei Profilen, in den Kraft beziehungsweise Drehmoment übertragenden Bauteilen zusammen. Durch das formschlüssige Zusammenwirken der Formschlusselemente beziehungsweise Sperrklinken mit den Profilen wird eine Kraft beziehungsweise Drehmomentübertragung ermöglicht. Dabei wirken die Formschlusselemente, insbesondere Sperrklinken, hauptsächlich tangential zwischen den Kraft beziehungsweise Drehmoment übertragenden Bauteilen. Die gemeinsame Umschalteinrichtung 10 ist vorteilhaft so ausgeführt, dass in den unterschiedlichen Stellungen A, B, C nur einer oder keiner der Freiläufe 21 , 22 wirksam ist. Dadurch wird besonders vorteilhaft ein gegenseitiges Verklemmen der Formschlusselemente beziehungsweise der Freiläufe 21 , 22 verhindert.

In den Figuren 7 bis 9 sieht man, dass die gemeinsame Umschalteinrichtung 10 einen Verstellkäfig 80 umfasst. Der Verstellkäfig 80 ist beiden Freiläufen 21 , 22 zugeordnet. Die Dreh- momentübertragungseinrichtung 31 umfasst einen Innenring 81 , der der Eingangsseite 3 zugeordnet ist, und einen Außenring 82, der der Ausgangsseite 4 zugeordnet ist.

Der Freilauf 21 umfasst als Formschlusselement eine Sperrklinke 84, die durch eine Feder 85 vorgespannt ist. An dem Innenring 81 ist ein Profil 86 ausgebildet. An dem Außenring 82 ist ein Profil 87 ausgebildet. An dem Verstellkäfig 80 ist ein Verstellelement 88 für die Sperrklinke 84 angebracht.

Der Freilauf 22 umfasst, wie der Freilauf 21 , eine Sperrklinke 94 und eine Feder 95. Die Sperrklinke 94 wirkt zur Darstellung eines Formschlusses beziehungsweise einer Drehmomentübertragung mit einem Profil 96 an dem Innenring 81 und einem Profil 97 an dem Außenring 82 zusammen. Der Sperrklinke 94 ist ein Verstellelement 98 zugeordnet, das an dem Verstellkäfig 80 angebracht ist. Die Sperrklinken 84, 94 der Freiläufe 21 , 22 entfalten ihre Sperrwirkung zur Drehmomentübertragung in entgegengesetzten Relativverdrehrichtungen.

In der in Figur 7 dargestellten Schaltstellung A gibt der Verstellkäfig 80 die Sperrklinke 84 des Freilaufs 21 frei, so dass Feder 85 die Sperrklinke 84 in das Profil 87 am Außenring 82 drücken kann. Das Profil 86 an dem Innenring 81 und das Profil 87 an dem Außenring 82 sind so gestaltet, dass die Sperrklinke 84 in dieser Position in einer durch einen Pfeil 101 angedeuteten Sperrrichtung formschlüssig eine Kraft beziehungsweise ein Drehmoment zwischen dem Innenring 81 und dem Außenring 82 übertragen kann. Bei einer Bewegung des Innenrings 81 in Figur 7 nach links entfaltet der Freilauf 21 seine Freilaufwirkung, in der kein Drehmoment übertragen wird.

Gleichzeitig blockiert in der Schaltstellung A, die in Figur 7 dargestellt ist, der Verstellkäfig 80 mit dem Verstellelement 98 die Sperrklinke 94 des Freilaufs 22, so dass diese nicht von der Feder 95 in das Profil 97 am Außenring 82 gedrückt werden kann. Somit kann der Freilauf 22 in der in Figur 7 dargestellten Schaltstellung A in keiner Richtung eine Kraft beziehungsweise ein Drehmoment zwischen dem Außenring 82 und dem Innenring 81 übertragen.

In der in Figur 8 dargestellten Schaltstellung B sind beide Sperrklinken 84, 94 durch den Verstellkäfig 80 mit den Verstellelementen 88 und 98 blockiert und können nicht durch die Federn 85, 95 in die jeweiligen Profile 87, 97 am Außenring 82 gedrückt werden. Somit können beide Freiläufe 21 , 22 in keiner Richtung eine Kraft beziehungsweise ein Drehmoment zwischen dem Außenring 82 und dem Innenring 81 übertragen, wie durch einen punktierten Doppelpfeil 102 angedeutet ist.

In Figur 9 ist die Schaltstellung C dargestellt, in welcher der Verstellkäfig 80 mit seinem Verstellelement 88 die Sperrklinke 84 blockiert, so dass diese nicht von der Feder 85 in das Profil 87 am Außenring 82 gedrückt werden kann. Die Freilaufeinrichtung 21 kann so in keiner Richtung eine Kraft beziehungsweise ein Drehmoment zwischen dem Außenring 82 und dem Innenring 81 übertragen. Gleichzeitig gibt der Verstellkäfig 80 mit dem Verstellelement 98 die Sperrklinke 94 frei, so dass die Feder 95 die Sperrklinke 94 in das Profil 97 am Außenring 82 drücken kann.

Das Profil 96 am Innenring 81 und das Profil 97 am Außenring 82 sind so gestaltet, dass die Sperrklinke 94 in ihrer in Figur 9 dargestellten Position in einer Richtung formschlüssig eine Kraft beziehungsweise ein Drehmoment zwischen dem Innenring 81 und dem Außenring 82 übertragen kann, wie durch einen Pfeil 103 angedeutet ist. In der entgegengesetzten Richtung rutscht die Sperrklinke 94 aus dem Profil 97 am Außenring 82, so dass der Freilauf 22 in der entgegengesetzten Richtung keine Kraft beziehungsweise kein Drehmoment übertragen kann.

Alternativ zu der Darstellung der Figuren 7 bis 9 können die Freiläufe 21 , 22 auch so ausgeführt sein, dass die Sperrklinken 84, 94 immer, das heißt zum Beispiel durch Federvorspannkraft, in den Profilen 87, 97 des Außenrings 82 liegen. Bei dieser Ausführung bestimmt dann der Verstellkäfig 80 die Lage der Sperrklinken 84, 94 zu den Profilen 86, 96 am Innenring 81 der Drehmomentübertragungseinrichtung 31.

Die in Figur 4 dargestellte Drehmomentübertragungseinrichtung 41 umfasst zwei entgegengesetzt, einseitig wirkende, durch die gemeinsame Umschalteinrichtung 10 schaltbare Freiläufe 51 , 52. In einer Schaltstellung A wirkt der Freilauf 51 in einer ersten Richtung. In der Schaltstellung A hat der Freilauf 52 keine Wirkung. In einer Schaltstellung B wirkt der Freilauf 52 in einer zweiten Richtung, die der ersten Richtung entgegengesetzt ist. In der Schaltstellung B hat der Freilauf 51 keine Wirkung.

Die gemeinsame Umschalteinrichtung 10 wirkt auf beide Freiläufe 51 , 52. Die gemeinsame Umschalteinrichtung 10 umfasst zum Beispiel einen Umschaltkäfig, der Klemmkörper oder Rollen der Freiläufe 51 , 52 verschiebt. Dabei lässt die Umschalteinrichtung 10 maximal nur die Funktion oder Wirksamkeit eines der beiden Freiläufe 51 , 52 zu. Dadurch kann ein unerwünschtes Verklemmen der beiden Freiläufe 51 , 52 verhindert werden.

In den Figuren 10 und 1 1 sieht man, dass die gemeinsame Umschalteinrichtung 10 einen Verstellkäfig 1 10 umfasst, der auch als Umschaltkäfig bezeichnet werden kann. Der Eingangsseite 3 der Drehmomentübertragungseinrichtung 41 ist ein Innenring 1 1 1 zugeordnet. Der Ausgangsseite 4 der Drehmomentübertragungseinrichtung 41 ist ein Außenring 1 12 zugeordnet.

Der Innenring 1 1 1 weist zur Darstellung des Freilaufs 51 Verstellrampen 1 14 auf, die mit Klemmkörpern 1 15, zum Beispiel Klemmrollen, zusammenwirken. Die Klemmkörper 1 15 sind durch Federn 1 16 gegen die Verstellrampen 1 14 vorgespannt. An dem Verstellkäfig 1 10 ist eine Klemmkörperbeaufschlagungseinrichtung 1 17 zum Umschalten des Freilaufs 51 vorgesehen. Durch einen Pfeil 1 18 ist in Figur 10 eine Klemmrichtung angedeutet, in welcher der Freilauf 51 ein Drehmoment von dem Innenring 1 1 1 auf den Außenring 1 12 übertragen kann.

Der Innenring 1 1 1 ist mit einer entgegengesetzt zu der Verstellrampe 1 14 des Freilaufs 51 ausgerichteten Verstellrampe 124 versehen. Zur Darstellung des Freilaufs 52 ist der Verstellrampe 124 ein Klemmkörper 125 zugeordnet, der durch eine Feder 126 vorgespannt ist. In der in Figur 10 dargestellten Schaltstellung A wird der Klemmkörper 125 durch eine an dem Verstellkäfig 1 10 angebrachte Klemmkörperbeaufschlagungseinrichtung 127 von der Verstellrampe 124 weg gedrückt, wobei die Feder 126 komprimiert wird. In der in Figur 10 dargestellten Schaltstellung A wirkt der Freilauf 51 mit der Verstellrampe 1 14 und dem Klemmkörper 1 15 als einseitiger Freilauf zwischen dem Außenring 1 12 und dem Innenring 1 1 1.

In der in Figur 1 1 dargestellten Schaltstellung B wirkt der Verstellkäfig 1 10 über die Klemm- körperbeaufschlagungseinrichtung 127 und die Feder 126 auf den Klemmkörper 125, so dass dieser auf beziehungsweise gegen die Verstellrampe 124 gedrückt wird. Gleichzeitig wirkt der Verstellkäfig 1 10 in der Schaltstellung B über die Klemmkörperbeaufschlagungseinrichtung 1 17 auf den Klemmkörper 1 15, so dass der Klemmkörper 1 15 von der Verstellrampe 1 14 weg gedrückt wird. In der Schaltstellung B des Verstellkäfigs 1 10 wirken die Verstellrampe 124 und der Klemmkörper 125 als einseitiger Freilauf 52 zwischen dem Außenring 1 12 und dem Innenring 1 1 1 . Die Klemmrichtung ist hierbei, wie durch einen Pfeil 129 angedeutet ist, genau entgegengesetzt wie in Schaltstellung A. ln den Figuren 12 bis 14 ist eine ähnliche Drehmomentübertragungseinrichtung wie in den Figuren 10 und 1 1 dargestellt. Im Unterschied zu den Figuren 10 und 1 1 ist bei der in den Figuren 12 bis 14 dargestellten Drehmomentübertragungseinrichtung noch eine Vorschaltelastizi- tät 130 mit der gemeinsamen Umschalteinrichtung 10 kombiniert. Die Vorschaltelastizität 130 umfasst eine Vorschaltfeder 132, die dem Verstellkäfig 1 10 vorgeschaltet ist. Ein Vorschaltkä- fig 134 drückt über die Vorschaltfeder 132 auf den Verstellkäfig 1 10. Dabei ist die Vorschaltfeder 132 zwischen dem Verstellkäfig 1 10 und dem Vorschaltkäfig 134 vorgespannt. Wenn keiner der beiden Freiläufe 51 , 52 klemmt, dann wird die Bewegung des Vorschaltkäfigs 134 auf den Verstellkäfig 1 10 übertragen.

In den Figuren 12 bis 14 ist das Umschaltverhalten dargestellt, wenn einer der Freiläufe 51 , 52 klemmt, die Drehmomentübertragungseinrichtung aber trotzdem schon in die andere Stellung vorgewählt werden soll. In Figur 12 befindet sich der Vorschaltkäfig 134 in seiner Stellung A. In Figur 13 wird der Vorschaltkäfig 134 in seine Stellung B gebracht. Der Verstellkäfig 1 10 bewegt sich solange mit, bis er an dem Klemmkörper 1 15 anliegt.

Aufgrund der Drehmomentrichtung 141 beziehungsweise 142 ist der Klemmkörper 1 15 aber zwischen dem Außenring und dem Innenring 1 1 eingeklemmt und kann sich nicht von der zugehörigen Verstellrampe weg bewegen. Somit kann sich auch der Verstellkäfig 1 10 nicht weiter bewegen. Der in Figur 13 sichtbare Wegunterschied zwischen dem Vorschaltkäfig 134 und dem Verstellkäfig 1 10 wird durch die Vorschaltfeder 132 ausgeglichen.

Durch eine in Figur 14 durch einen Pfeil 143 angedeutete Änderung der Drehmomentrichtung zwischen dem Außenring 1 12 und dem Innenring 1 1 1 wird der Klemmkörper 1 15 freigegeben. Dann kann sich der Klemmkörper 1 15 von der zugehörigen Verstellrampe weg bewegen. Die gespannte Vorschaltfeder 132 schiebt dann den Verstellkäfig 1 10 in Richtung der Stellung B. Dadurch wird der Klemmkörper 1 15 von der zugehörigen Verstellrampe weg bewegt und der Klemmkörper 125 über die zugehörige Feder auf die zugehörige Verstellrampe gedrückt. In umgekehrter Schaltrichtung von Stellung B in Stellung A erfolgt der Vorgang analog. Bezugszeichenliste

I Drehmomentübertragungseinrichtung

3 Eingangsseite

4 Ausgangsseite

10 gemeinsame Umschalteinrichtung

I I Freilauf

12 Freilaufüberbrückungskupplung

21 Freilauf

22 Freilauf

31 Drehmomentübertragungseinrichtung

41 Drehmomentübertragungseinrichtung

51 Freilauf

52 Freilauf

60 Verstellkäfig

61 Innenring

62 Außenring

64 Verstellrampe

65 Klemmkörper

66 Feder

67 Klemmkörperbeaufschlagungseinrichtung

68 Pfeil

71 Innenringverzahnung

72 Außenringverzahnung

74 Zwischenverzahnung

75 Formschlusseinrichtung

76 Doppelpfeil

80 Verstellkäfig

81 Innenring

82 Außenring

84 Sperrklinke

85 Feder 86 Profil

87 Profil

88 Verstellelement

94 Sperrklinke

95 Feder

96 Profil

97 Profil

98 Verstellelement

101 Pfeil

102 Doppelpfeil

103 Pfeil

1 10 Verstellkäfig

1 1 1 Innenring

1 12 Außenring

1 14 Verstellrampe

1 15 Klemmkörper

1 16 Feder

1 17 Klemmkörperbeaufschlagungseinrichtung

1 18 Pfeil

124 Verstellrampe

125 Klemmkörper

126 Feder

127 Klemmkörperbeaufschlagungseinrichtung

129 Pfeil

130 Vorschaltelastizitat

132 Vorschaltfeder

134 Vorschaltkäfig

141 Pfeil

142 Pfeil

143 Pfeil

Claims

Patentansprüche

1 . Drehmomentübertragungseinrichtung (31 ;41 ) mit mindestens einem Freilauf

(21 ,22;51 ,52), der schaltbar ist, um eine Drehmomentübertragung in entgegengesetzten Relativverdrehrichtungen zu ermöglichen, dadurch gekennzeichnet, dass zwei in entgegengesetzte Richtungen wirkende Freiläufe (21 ,22;51 ,52) durch eine gemeinsame Umschalteinrichtung (10) schaltbar sind.

2. Drehmomentübertragungseinrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Freiläufe (21 ,22) als Sperrklinkenfreiläufe ausgeführt sind.

3. Drehmomentübertragungseinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die gemeinsame Umschalteinrichtung (10) einen Verstellkäfig (80) umfasst, der mit Sperrklinken (84,94) von beiden Freiläufen (21 ,22) zusammenwirkt.

4. Drehmomentübertragungseinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Sperrklinken (84,94) von beiden Freiläufen (21 ,22;51 ,52) durch jeweils eine Federeinrichtung (85,95) vorgespannt sind.

5. Drehmomentübertragungseinrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Sperrklinken (84) eines ersten Freilaufs (21 ) durch den Verstellkäfig (80) aktiviert sind beziehungsweise werden, wenn die Sperrklinken (94) eines zweiten Freilaufs (22) durch den Verstellkäfig (80) deaktiviert sind beziehungsweise werden, und umgekehrt.

6. Drehmomentübertragungseinrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Verstellkäfig (80) zwischen zwei Endstellungen (A,C) eine Neutralstellung (B) aufweist, in der die Sperrklinken (84,94) von beiden Freiläufen (21 ,22) deaktiviert sind.

7. Drehmomentübertragungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Freiläufe (21 ,22) einen gemeinsamen Innenring (81 ) und einen gemeinsamen Außenring (82) aufweisen.

8. Drehmomentübertragungseinrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Freiläufe (51 ,52) als Klemmkörperfreiläufe ausgeführt sind.

9. Drehmomentübertragungseinrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die gemeinsame Umschalteinrichtung (10) einen Verstellkäfig (1 10) umfasst, der Klemmkörperbeaufschlagungseinrichtungen (1 17,127) für Klemmkörper (1 15,125) von beiden Freiläufen (51 ,52) aufweist.

10. Drehmomentübertragungseinrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Klemmkörper (1 15,125) von beiden Freiläufen (51 ,52) durch jeweils eine Federeinrichtung (1 16,126) vorgespannt sind.

1 1 . Drehmomentübertragungseinrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Klemmkörper (1 15) eines ersten Freilaufs (51 ) durch den Verstellkäfig (1 10) eingeklemmt sind beziehungsweise werden, wenn die Klemmkörper (125) eines zweiten Freilaufs (22) durch den Verstellkäfig (1 10) freigegeben sind beziehungsweise werden, und umgekehrt.

12. Drehmomentübertragungseinrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Verstellkäfig (1 10) zwischen zwei Endstellungen eine Neutralstellung aufweist, in der die Klemmkörper (1 15,125) von beiden Freiläufen (51 ,52) freigegeben sind.

13. Drehmomentübertragungseinrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Freiläufe (51 ,52) einen gemeinsamen Innenring (1 1 1 ) und einen gemeinsamen Außenring (1 12) aufweisen.

14. Drehmomentübertragungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die gemeinsame Umschalteinrichtung (10) eine Vorschaltelasti- zität (130) umfasst.