DE102014216082B4 - Switchable freewheel - Google Patents

Abstract

Schaltbarer Freilauf (1) für ein Kraftfahrzeug, mit einem ersten Ring (7, 11, 12), der konzentrisch eines zweiten Ringes (8, 9, 10) angeordnet ist, wobei in Abhängigkeit von der Schaltstellung des Freilaufs Drehmoment über wenigstens eine schwenkbar an dem einen der zwei Ringe (8, 9, 10) angebundenen Klinke (4), in den anderen der zwei Ringe (7, 11, 12) formschlüssig eingreift, wobei die Klinke (4) zwischen einer in das Profil (13) eingreifenden Eingriffstellung und einer Nullstellung verschwenkbar ist, in der zumindest soweit kein Formschluss zwischen der Klinke (4) und dem Profil (13) vorliegt, dass somit kein Drehmoment zwischen den Ringen (7, 8, 9, 10 ,11, 12) übertragbar ist, wobei die Klinke (4) so an einem Drehpunkt (23) an dem einen Ring (9) angebunden und ihr Schwerpunkt (S) so relativ zum Drehpunkt (23) angeordnet ist, dass die Klinke (4) in Abhängigkeit von einer Rotationsgeschwindigkeit des einen Ringes (8, 9, 10) fliehkraftinduziert um den Drehpunkt (23) schwenkt, dadurch gekennzeichnet, dass die als Sperrklinke (3) ausgebildete Klinke (4) so an einem Ring (8, 9, 10) über den Drehpunkt (23) gelenkig angebunden ist, dass sie eine gegensinnige Drehbewegung des einen Ringes (8, 9, 10) relativ zum anderen Ring (7, 11, 12) bei Vorliegen einer Drehbewegung des einen Ringes (8, 9, 10) in eine erste Richtung und bei Formschluss mit dem Profil (13) unterbindet.Switchable freewheel (1) for a motor vehicle, with a first ring (7, 11, 12) which is arranged concentrically with a second ring (8, 9, 10), whereby, depending on the switching position of the freewheel, torque can be pivoted via at least one the pawl (4) connected to one of the two rings (8, 9, 10) positively engages in the other of the two rings (7, 11, 12), the pawl (4) between an engagement position engaging in the profile (13). and a zero position in which there is no form fit between the pawl (4) and the profile (13) at least to the extent that no torque can be transmitted between the rings (7, 8, 9, 10, 11, 12), wherein the pawl (4) is connected to one ring (9) at a pivot point (23) and its center of gravity (S) is arranged relative to the pivot point (23) in such a way that the pawl (4) depends on a rotational speed of the one ring (8, 9, 10) pivots about the pivot point (23) induced by centrifugal force, thereby characterized in that the pawl (4) designed as a pawl (3) is connected in an articulated manner to a ring (8, 9, 10) via the pivot point (23) in such a way that it causes an opposite rotary movement of the one ring (8, 9, 10) relative to the other ring (7, 11, 12) when there is a rotary movement of one ring (8, 9, 10) in a first direction and when there is a positive fit with the profile (13).

Description

Die Erfindung betrifft einen schaltbaren Freilauf für ein Kraftfahrzeug, wie ein Pkw, ein Lkw oder ein anderes Nutzfahrzeug, mit einem ersten Ring, der konzentrisch und vorzugsweise innerhalb eines zweiten Ringes angeordnet ist, wobei in Abhängigkeit von der Schaltstellung des Freilaufs Drehmoment über wenigstens eine schwenkbar an dem einen der zwei Ringe angebundene Klinke, auf den anderen der zwei Ringe übertragbar ist, wenn die Klinke in ein Profil des anderen Ringes formschlüssig eingreift, wobei die Klinke zwischen einer in das Profil eingreifenden Eingriffstellung und einer Nullstellung verschwenkbar ist, in der zumindest soweit kein Formschluss zwischen der Klinke und dem Profil vorliegt, dass somit kein Drehmoment zwischen den Ringen übertragbar ist.The invention relates to a switchable freewheel for a motor vehicle, such as a passenger car, truck or other commercial vehicle, with a first ring which is arranged concentrically and preferably within a second ring, with torque depending on the switch position of the freewheel being pivotable via at least one pawl attached to one of the two rings can be transferred to the other of the two rings if the pawl engages in a profile of the other ring in a form-fitting manner, the pawl being pivotable between an engaged position engaging in the profile and a zero position in which at least as far as there is no form fit between the pawl and the profile, so that no torque can be transmitted between the rings.

Die Eingriffstellung ist also die Stellung, in der die Klinke in das Profil des anderen Ringes eingreift, um Drehmoment zu übertragen. Die Nullstellung ist die Außereingriffstellung, also die Stellung, in der die Klinke kein Drehmoment an den anderen Ring übertragen kann. Die Klinke ist an dem einen Ring fest angebracht und bei ihrem Ausschwenken zum Drehmoment übertragen auf den anderen Ring vorgesehen. Die Klinke könnte auch als Klaue ausgebildet sein.The engaged position is thus the position in which the pawl engages the profile of the other ring in order to transmit torque. The zero position is the disengaged position, that is, the position in which the pawl cannot transmit torque to the other ring. The pawl is firmly attached to one ring and is provided when it pivots to transmit torque to the other ring. The pawl could also be designed as a claw.

Unter anderem ist aus der deutschen Patentanmeldung DE 10 2013 221 835 A1 bereits eine Drehmomentübertragungseinrichtung bekannt. Dort wird eine Drehmomentübertragungseinrichtung mit einem Freilauf offenbart, welcher schaltbar ist, um eine Drehmomentübertragung bei gleichen oder unterschiedlichen Relativverdrehrichtungen der Ringe zu ermöglichen, wobei der Freilauf und eine Freilaufüberbrückungskupplung durch eine gemeinsame Umschalteinrichtung schaltbar sind.Among other things, from the German patent application DE 10 2013 221 835 A1 already known a torque transmission device. There, a torque transmission device with a freewheel is disclosed, which can be switched to enable torque transmission with the same or different relative directions of rotation of the rings, the freewheel and a freewheel bridging clutch being switchable by a common switching device.

Eine Drehmomentübertragungsvorrichtung zur wahlweisen Drehmomentübertragung ist auch aus der älteren, aber noch nicht veröffentlichten DE 10 2014 201 858 A1 bekannt. Dort ist eine Drehmomentübertragungsvorrichtung mit einem Schaltelement zur Drehmomentübertragung eines Moments in bestimmten Betriebszuständen offenbart, wobei in anderen Betriebszuständen das Moment nicht oder in eine andere Richtung übertragbar ist, und wobei das Schaltelement mittels eines in der Drehmomentübertragungsvorrichtung drehfest gelagerten Hubmagneten betätigt wird.A torque transfer device for selective torque transfer is also from the older, but not yet published DE 10 2014 201 858 A1 known. There, a torque transmission device is disclosed with a switching element for torque transmission of a torque in certain operating states, wherein in other operating states the torque cannot be transmitted or can be transmitted in a different direction, and the switching element is actuated by means of a lifting magnet that is non-rotatably mounted in the torque transmission device.

Aus den Dokumenten DE 10 2004 040 810 A1 und DE 10 2004 047 802 A1 sind weitere schaltbare Klinkenfreiläufe mit einem ersten Ring, der konzentrisch eines zweiten Rings angeordnet ist, bekannt.From the documents DE 10 2004 040 810 A1 and DE 10 2004 047 802 A1 other switchable pawl freewheels with a first ring, which is arranged concentrically with a second ring, are known.

Es ist dort auch offenbart, dass die Drehmomentübertragungsvorrichtung in Antriebssträngen, Getrieben, Motoren, Riemen- und Kettentrieben einsetzbar ist. Sie kann in Riemenscheiben mit spielbehafteten schaltbaren Elementen, wie Klauenkupplungen oder Klinkenfreiläufen zum Einsatz kommen.It is also disclosed there that the torque transmission device can be used in drive trains, transmissions, motors, belt and chain drives. It can be used in belt pulleys with switchable elements that are subject to play, such as claw clutches or ratchet freewheels.

Es sind bereits Kurbelwellen-/ Riemenscheiben mit Entkopplungselementen aus Gummi oder Stahl und Kurbelwellentorsionsdämpfern mit Gummi-, Stahl- oder Viskositätsfederelementen bekannt. Ebenfalls sind schaltbare Planetengetrieben mit den verschiedensten Schaltelementen wie Rollenfreilauf, Klinkenfreilauf, Klauenkupplung usw. auch in Kombination mit Kurbelwellentorsionsdämpfern mit Gummi-, Stahl- oder Viskositätsfederelementen bekannt. Schaltbare Riemenscheiben, wie Magnetkupplungen, hydraulisch, pneumatisch oder mittels Hebel oder Seilzug betätigte Kupplungen wurden bereits im Stand der Technik gezeigt.Crankshaft/belt pulleys with decoupling elements made of rubber or steel and crankshaft torsional dampers with rubber, steel or viscous spring elements are already known. Switchable planetary gears with a wide variety of switching elements such as roller freewheels, ratchet freewheels, claw clutches, etc. are also known in combination with crankshaft torsional dampers with rubber, steel or viscous spring elements. Switchable belt pulleys, such as magnetic clutches, clutches operated hydraulically, pneumatically or by means of a lever or cable pull, have already been shown in the prior art.

Über die Drehmomentübertragungseinrichtungen, insbesondere solche, die einen schaltbaren Freilauf aufweisen oder als ein solcher ausgebildet sind, können ein relativ hohes Moment in bestimmten Betriebszuständen nur in einer Richtung übertragen werden, in anderen Betriebszuständen jedoch nicht oder (nur) in der anderen Richtung.About the torque transmission devices, especially those that have a switchable freewheel or are designed as such, a relatively high torque can only be transmitted in one direction in certain operating states, but not in other operating states or (only) in the other direction.

Die besagten älteren Patentanmeldungen, welche noch nicht veröffentlicht sind, offenbaren doppelte, einseitig formschlüssige, schaltbare Übertragungselemente, nach Art doppelter Klinkenfreiläufe. Das logische Konzept betrifft je einen Außenring und je einen Innenring. Diese Außen- und Innenringe sind vorzugsweise in je ein gemeinsames Bauteil integriert, können aber auch getrennt ausgeführt werden.Said earlier patent applications, which have not yet been published, disclose double, one-sided form-fitting, switchable transmission elements, in the manner of double ratchet freewheels. The logical concept relates to one outer ring and one inner ring. These outer and inner rings are preferably each integrated into a common component, but can also be designed separately.

Der Innenring ist an einer Stelle mit einem Profil für ein klinkenartiges Übertragungselement und an einer anderen Stelle mit einem entgegengesetzten Profil für ein weiteres klinkenartiges Übertragungselement versehen. Der Außenring hat ebenfalls an einer Stelle ein Profil für das erste Übertragungselement und an einer anderen Stelle ein entgegengesetztes Profil für das andere Übertragungselement. Beide Übertragungselemente verfügen über entgegengesetzt wirkende Sperrklinken bzw. sind als solche ausgebildet. Es ist auch eine Feder zwischen den Sperrklinken und dem Innenring vorhanden. Die Sperrklinken liegen immer in den entsprechenden Profilen im Innenring. Ein Verstellkäfig bestimmt bisher die Lage der Sperrklinken zu den Profilen im Außenring.The inner ring is profiled at one point for a ratchet type transmission element and at another point with an opposite profile for a further ratchet type transmission element. The outer ring also has a profile at one location for the first transmission element and at another location an opposite profile for the other transmission element. Both transmission elements have oppositely acting pawls or are designed as such. There is also a spring between the pawls and the inner ring. The pawls are always in the corresponding profiles in the inner ring. Until now, an adjustment cage has determined the position of the pawls in relation to the profiles in the outer ring.

In einer ersten Stellung gibt bisher ein Verstellkäfig die eine Sperrklinke des ersten Umschaltelementes frei, so dass die Feder die Sperrklinke in das Profil im Außenring drücken kann. Das Profil im Innenring und das Profil im Außenring sind so gestaltet, dass die besagte Sperrklinke in dieser Position in einer Richtung formschlüssig eine Kraft / ein Drehmoment zwischen dem Außenring und dem Innenring übertragen kann.In a first position, an adjustment cage previously released one pawl of the first switching element, so that the spring locked the pawl in can press the profile in the outer ring. The profile in the inner ring and the profile in the outer ring are designed in such a way that in this position said pawl can positively transmit a force/torque in one direction between the outer ring and the inner ring.

In entgegengesetzter Richtung rutscht die Sperrklinke aus dem Profil im Außenring, so dass das erste Übertragungselement in dieser entgegengesetzten Richtung keine Kraft / kein Drehmoment übertragen kann. Gleichzeitig blockiert der Verstellkäfig die andere Sperrklinke, so dass diese nicht von der Feder in das Profil im Außenring gedrückt werden kann. Das zweite Übertragungselement kann so in keiner Richtung eine Kraft / ein Drehmoment zwischen dem Außenring und dem Innenring übertragen.In the opposite direction, the pawl slips out of the profile in the outer ring, so that the first transmission element cannot transmit any force/torque in this opposite direction. At the same time, the adjustment cage blocks the other pawl so that it cannot be pressed into the profile in the outer ring by the spring. In this way, the second transmission element cannot transmit a force/torque between the outer ring and the inner ring in any direction.

Durch ein Bewegen des Verstellkäfigs in zwei weitere Stellungen, können die beiden Umschaltelemente in andere Zustände geschalten werden.By moving the adjustment cage into two further positions, the two switching elements can be switched to other states.

Gerade bei einer Ausführung wie in den beiden älteren, aber noch nicht veröffentlichten Patentanmeldungen beschrieben, ist eine externe Betätigung des Verstellkäfigs notwendig. Dies kann über einen Hubmagneten realisiert werden. Allerdings steigen dadurch die Kosten an, ist aufwändig in der Ansteuerung und benötigt relativ viel Bauraum.An external actuation of the adjustment cage is necessary, particularly in the case of an embodiment as described in the two older patent applications that have not yet been published. This can be implemented using a lifting magnet. However, this increases the costs, is complex to control and requires a relatively large amount of space.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die besagten Nachteile zu vermeiden.It is the object of the present invention to avoid said disadvantages.

Diese Aufgabe wird bei einem gattungsgemäßen schaltbaren Freilauf, der ein Teil einer Drehmomentübertragungseinrichtung sein kann oder diese ausformt, erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Klinke so an einem Drehpunkt an dem einen Ring angebunden ist und ihr Schwerpunkt so relativ zum Drehpunkt angeordnet ist, dass die Klinke in Abhängigkeit von einer Rotationsgeschwindigkeit des einen Ringes fliehkraftinduziert um den Drehpunkt schwenkt. Eine Schwenkbewegung der Klinke wird durch die Fliehkraft erzwungen und gipfelt in einem formschlüssigen Eingreifen der Klinke in ein zu deren Aufnahme vorgesehenes Profil. Die als Sperrklinke ausgebildete Klinke ist so an einem Ring über dem Drehpunkt gelenkig angebunden, dass sie eine gegensinnige Drehbewegung des einen Ringes relativ zum anderen Ring, bei Vorliegen einer Drehbewegung des einen Rings in eine erste Richtung und bei Formschluss mit dem Profil, unterbindet. Dreht der eine Ring, etwa der Außenring, in eine erste Richtung, beispielsweise vorgegeben durch die Bewegung einer Kurbelwelle einer Verbrennungskraftmaschine, und schwenkt die Sperrklinke so weit aus, dass sie in die Eingriffstellung gelangt, so entsteht Formschluss zwischen dem Profil des anderen Ringes, etwa dem Innenring. Der erste Ring kann der andere Ring sein, nämlich der Innenring. Der zweite Ring kann der eine Ring sein, nämlich der Außenring. Der Innenring, also der andere Ring, kann mit einer Riemenscheibe verbunden sein.In the case of a switchable freewheel of the generic type, which can be part of or forms part of a torque transmission device, this object is achieved according to the invention in that the pawl is connected to a pivot point on one ring and its center of gravity is arranged relative to the pivot point in such a way that the pawl depending on a rotational speed of one ring pivots about the pivot point induced by centrifugal force. A pivoting movement of the pawl is forced by the centrifugal force and culminates in a form-fitting engagement of the pawl in a profile provided for receiving it. The pawl designed as a pawl is articulated to a ring above the pivot point in such a way that it prevents an opposite rotary movement of one ring relative to the other ring when there is a rotary movement of one ring in a first direction and when there is a positive fit with the profile. If one ring, e.g. the outer ring, rotates in a first direction, e.g. determined by the movement of a crankshaft of an internal combustion engine, and the pawl swings out so far that it reaches the engaged position, a form fit is created between the profile of the other ring, e.g the inner ring. The first ring can be the other ring, namely the inner ring. The second ring can be the one ring, namely the outer ring. The inner ring, i.e. the other ring, can be connected to a pulley.

Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen beansprucht und werden nachfolgend näher erläutert.Advantageous embodiments are claimed in the dependent claims and are explained in more detail below.

Es ist von Vorteil, wenn der erste Ring oder alternativ der zweite Ring mit einem Nebentriebaggregat, wie einem Klimagenerator, unter Zwischenschaltung eines Zugmittels und einem Koppelaggregat, wie einer Riemenscheibe, drehmomentübertragend und vorzugsweise dauerhaft gekoppelt ist. Auf diese Weise kann zwischen einem Standklimatisierungszustand, einem Boost-Betrieb / einem Start-Unterstützungsbetrieb und einem normalen Betrieb hin und her geschalten werden. Theoretisch ist auch ein komplettes Abkoppeln der beiden Ringe voneinander möglich.It is advantageous if the first ring or alternatively the second ring is coupled to an auxiliary drive unit, such as an air conditioning generator, with the interposition of a traction mechanism and a coupling unit, such as a belt pulley, in a torque-transmitting and preferably permanent manner. In this way it is possible to switch back and forth between a stationary air conditioning state, boost operation/start support operation and normal operation. Theoretically, a complete decoupling of the two rings from each other is also possible.

Um effizient Kraft von der Verbrennungskraftmaschine verbringen zu können, unter Zwischenschaltung des schaltbaren Freilaufes, ist es von Vorteil, wenn der zweite Ring oder der erste Ring mit einer Verbrennungskraftmaschine unter Zwischenschaltung einer Kurbelwelle (vorzugsweise dauerhaft) gekoppelt ist.In order to be able to spend power efficiently from the internal combustion engine, with the interposition of the switchable freewheel, it is advantageous if the second ring or the first ring is coupled (preferably permanently) to an internal combustion engine with the interposition of a crankshaft.

Als zweckmäßig sei auch herausgestellt, dass der erste Ring als Innenring und der zweite Ring als Außenring ausgebildet ist, wobei der Außenring den Drehpunkt für die Klinke aufweist und mit der Kurbelwelle gekoppelt ist.It was also found to be expedient that the first ring is designed as an inner ring and the second ring as an outer ring, with the outer ring having the pivot point for the pawl and being coupled to the crankshaft.

Eine Feder kann dabei so angeordnet sein, dass sie die Klinke in die Nullstellung drängt.A spring can be arranged in such a way that it urges the pawl into the neutral position.

Ein vorteilhaftes Ausführungsbeispiel ist auch dadurch gekennzeichnet, dass vom Drehpunkt aus gesehen der Schwerpunkt der Klinke in Umfangsrichtung auf der Seite eines Krafteinleitpunktes der Feder an der Klinke vorhanden ist, vorzugsweise zwischen dem Drehpunkt und dem Krafteinleitpunkt.An advantageous exemplary embodiment is also characterized in that, seen from the pivot point, the center of gravity of the pawl in the circumferential direction is on the side of a force application point of the spring on the pawl, preferably between the pivot point and the force application point.

Wenn der Schwerpunkt der Klinke auf der Seite des Krafteinleitpunktes von einer den Drehpunkt mit der Rotationsachse der Ringe verbindenden Bezugslinie/Mittellinie vorhanden ist, so kann bei Rotation des Außenringes, wegen Antriebs durch die Kurbelwelle, jene Fliehkraft auftreten, welche die Klinke mit ihrem Krafteinleitpunkt weiter auf die Feder zu befördert und die Feder komprimiert. Die andere Seite der Klinke, vom Drehpunkt aus gesehen, gelangt dann irgendwann in Formschluss mit einem entsprechenden Profil am Innenring. Grundsätzlich ist es aber möglich, dass das Profil am Außenring ausgebildet ist und die Klinke am Innenring angebunden ist.If the center of gravity of the pawl is on the side where the force is applied from a reference line/centre line connecting the fulcrum with the axis of rotation of the rings, then when the outer ring rotates, due to the drive from the crankshaft, that centrifugal force can occur which pushes the pawl with its force application point further transported towards the spring and compresses the spring. The other side of the pawl, as seen from the pivot point, then at some point comes into positive contact with a corresponding profile on the inner ring. Basically it is possible that the profile is formed on the outer ring and the pawl is connected to the inner ring.

Damit die Klinke nicht zu stark belastet wird und eine gewisse Kraftaufteilung/ Drehmomentaufteilung die Folge ist, ist es von Vorteil, wenn eine Vielzahl mehrerer gleichartiger und/oder gleichgelagerter Klinken vorhanden ist, die zum Eingreifen in eine gleichgroße Vielzahl an Profilen ausgelegt ist.So that the pawl is not subjected to excessive stress and a certain distribution of force/torque is the result, it is advantageous if there are a large number of pawls of the same type and/or bearing the same bearing, which are designed to engage in a large number of profiles of the same size.

Ferner ist es von Vorteil, wenn das Profil als Vertiefung, Ausnehmung oder Einbuchtung ausgelegt/ausgeformt ist.Furthermore, it is advantageous if the profile is designed/shaped as a depression, recess or indentation.

Ein vorteilhaftes Ausführungsbeispiel ist auch dadurch gekennzeichnet, dass eine oder mehrere Gegenklinken vorhanden ist/sind, die zum Sperren einer gegensinnigen Rotation der beiden Ringe, bei Drehbewegung des mit dem Nebenaggregat gekoppelten Ringes in einer zweiten Richtung, entgegen der ersten Richtung, ausgelegt ist/sind. Greift die Gegenklinke in ein entsprechendes Profil des bspw. als Innenring konfektionierten ersten/anderen Ringes, so kann der Nebentrieb, bspw. der Riementrieb bei Startvorgängen Unterstützung für die Verbrennungskraftmaschine erbringen. Ein Boost-Betrieb ist ebenfalls möglich. Dreht sich der Außenring aber schneller als der Innenring, so verlässt die Gegenklinke immer wieder ihr zum Formschluss vorgesehenes Profil und rutscht durch. Dies vollführt sie aber nur so lange, bis die Fliehkraft noch nicht so groß ist, dass die Sperrklinke in ihr entsprechendes Profil (dauerhaft) eingreift. Die Sensibilität der Sperrklinke in Bezug auf das Ausfahren bedingt durch die Fliehkräfte, ist daher geschickt einzustellen/vorzuwählen.An advantageous embodiment is also characterized in that there is/are one or more counter-pawls which is/are designed to block counter-rotation of the two rings when the ring coupled to the accessory rotates in a second direction, opposite to the first direction . If the counter pawl engages in a corresponding profile of the first/other ring, for example made up as an inner ring, then the auxiliary drive, for example the belt drive, can provide support for the internal combustion engine during starting processes. Boost operation is also possible. However, if the outer ring rotates faster than the inner ring, the counter pawl repeatedly leaves its profile intended for positive locking and slips. However, it only does this until the centrifugal force is not so great that the pawl (permanently) engages in its corresponding profile. The sensitivity of the pawl in relation to the extension caused by the centrifugal forces must therefore be set / preselected cleverly.

Als vorteilhaft hat es sich herausgestellt, wenn die Gegenklinke mit einer Feder gekoppelt ist, die die Gegenklinke in ein Gegenprofil in eine Eingriffstellung drängt. Ungewolltes Durchrutschen wird dann verhindert.It has proven to be advantageous if the counter pawl is coupled to a spring which urges the counter pawl into an engaged position in a counter profile. Unintentional slipping is then prevented.

Es ist auch von Vorteil, wenn die Gegenklinke zwischen der Eingriffstellung und einer Nullstellung um einen Lagerpunkt schwenkbar gelagert ist, um unterschiedliche Betriebszustände annehmen zu können.It is also advantageous if the counter-pawl is mounted pivotably about a bearing point between the engaged position and a zero position, in order to be able to assume different operating states.

Ein vorteilhaftes Ausführungsbeispiel ist auch dadurch gekennzeichnet, das der Schwerpunkt der Gegenklinke in der Eingriffstellung radial innerhalb des Lagerpunktes angeordnet ist und/oder auf einer den Lagerpunkt mit der Rotationsachse und der Ringe verbindenden Koppellinie/Mittellinie angeordnet ist.An advantageous embodiment is also characterized in that the center of gravity of the counter pawl in the engaged position is arranged radially inside the bearing point and/or is arranged on a coupling line/centre line connecting the bearing point with the axis of rotation and the rings.

Es ist auch von Vorteil, wenn die Gegenklinke am gleichen oder am anderen Ring wie die Klinke/ Sperrklinke, die in ihrer Eingriffstellung in die erste Richtung sperrt, angebunden ist. Im ersten der beiden Fälle wird u. a. auch die Montage erleichtert.It is also advantageous if the counter pawl is attached to the same or different ring as the pawl/pawl which locks in its engaged position in the first direction. In the first of the two cases, u. assembly is also made easier.

Wenn die jeweilige der Sperrklinke zugeordnete Feder auf einen Teil der Sperrklinke einwirkt, der nicht zum in Formschluss gelangen mit dem Profil ausgelegt und/oder angeordnet ist und die jeweilige der Gegenklinke zugeordnete Feder auf jenen Teil der Gegenklinke einwirkt, der zum in Formschluss gelangen mit dem Gegenprofil angeordnet ist, wird ein besonders ausfallsicheres Ausführungsbeispiel geschaffen.If the respective spring assigned to the pawl acts on a part of the pawl that is not designed and/or arranged to form a positive fit with the profile and the respective spring assigned to the counter pawl acts on that part of the counter pawl that needs to form a positive fit with the Counter profile is arranged, a particularly fail-safe embodiment is created.

Besonders effizient ist es, wenn die kurbelwelleninduzierte Fliehkraft an einem etwa von der Klinke separaten Schaltelement/Fliehkraftkörper erzeugt ist und über ein Kraftübertragungselement, wie einen Schaltkäfig oder einen Hebel, auf die Sperrklinke übertragen ist/wird. Dadurch kann an einer bspw. weiter außen liegenden Stelle, oder zumindest an einer Stelle, an der die Fliehkraft stärker wirkt, die notwendige Umschaltkraft vom nicht-drehmomentübertragenden Zustand (bspw. bei Nullstellung) zum drehmomentübertragenden Zustand (bspw. bei Eingriffstellung) für die Sperrklinke generiert werden und dieser zugeführt werden.It is particularly efficient if the crankshaft-induced centrifugal force is generated on a shifting element/centrifugal force body that is separate from the pawl and is/is transmitted to the pawl via a force-transmitting element, such as a shift cage or a lever. As a result, the necessary switching force from the non-torque-transmitting state (e.g. in the zero position) to the torque-transmitting state (e.g. in the engaged position) for the pawl can be applied at a point further out, for example, or at least at a point where the centrifugal force acts more strongly are generated and fed to them.

Besonders vorteilhaft ist es dabei, wenn das Schaltelement / der Fliehkraftkörper einen Verzahnungsabschnitt aufweist, der in einen Gegenverzahnungsabschnitt des Schaltkäfigs greift.It is particularly advantageous if the switching element/the centrifugal body has a toothed section which engages in a counter-toothed section of the shift cage.

Ferner ist es von Vorteil, wenn der Fliehkraftkörper drehbar angeordnet ist, etwa um eine quer / vorzugsweise orthogonal zur Rotationsachse der Ringe ausgerichtete Schwenkachse.Furthermore, it is advantageous if the centrifugal body is arranged to be rotatable, for example about a pivot axis aligned transversely/preferably orthogonally to the axis of rotation of the rings.

Mit anderen Worten betrifft die Erfindung ein schaltbares Element in Antriebssträngen, Getrieben, Motoren, Riemen- und Kettentrieben, das ein relativ hohes Moment in bestimmten Betriebszuständen nur in einer Richtung übertragen, in anderen Betriebszuständen dieses jedoch nicht oder in der anderen Richtung übertragen soll. Es wird vorgeschlagen, zwei einseitig, entgegengesetzt wirkende Übertragungselemente einzusetzen. Beide Übertragungselemente sind vorzugsweise rotationssymmetrisch und bestehen aus mindestens einer Sperrklinke, mindestens einer Feder und jeweils mindestens einem Profil, in den kraft- bzw. drehmomentübertragenden Bauteilen. Die Sperrklinken und die Federn sind so angeordnet, dass die Sperrklinken in Abhängigkeit der Drehzahl in die Profile gedrückt werden. Dies wird durch Zusammenwirken der 1) Fliehkraft auf die Sperrklinke und 2) der Federkraft erreicht. Die Funktion wird also über die Fliehkraft gesteuert bzw. kontrolliert.In other words, the invention relates to a switchable element in drive trains, transmissions, engines, belt and chain drives, which is intended to transmit a relatively high torque in certain operating states only in one direction, but not in other operating states or in the other direction. It is proposed to use two transmission elements acting in opposite directions on one side. Both transmission elements are preferably rotationally symmetrical and consist of at least one pawl, at least one spring and at least one profile each in the force-transmitting or torque-transmitting components. The pawls and the springs are arranged in such a way that the pawls are pressed into the profiles depending on the speed. This is achieved through the combination of 1) centrifugal force on the pawl and 2) spring force. The function is therefore controlled or controlled via the centrifugal force.

Es können also zwei einseitig entgegengesetzt wirkende erste und zweite Übertragungselemente eingesetzt werden. Das Konzept besteht je aus einem Außenring und je einem Innenring. Diese Außen- und Innenringe sind vorzugsweise in je ein gemeinsames Bauteil integriert, können aber auch getrennt ausgeführt werden.It is therefore possible to have two first and second transmission elements acting in opposite directions on one side be used. The concept consists of an outer ring and an inner ring. These outer and inner rings are preferably each integrated into a common component, but can also be designed separately.

Der Innenring ist an einer Stelle mit einem Profil für das erste Übertragungselement und an einer anderen Stelle mit einem entgegengesetzten Profil für das andere Übertragungselement versehen.The inner ring is profiled at one location for the first transmission element and at another location with an opposite profile for the other transmission element.

Der Außenring hat ebenfalls an einer Stelle ein Profil für das erste Übertragungselement und an einer anderen Stelle ein entgegengesetztes Profil für das andere Übertragungselement. Beide Übertragungselemente verfügen über entgegengesetzt wirkende Sperrklinken und über eine Feder, zwischen den Sperrklinken und dem Außenring. Während das eine Übertragungselement die Sperrklinke ausbildet, bildet das andere Übertragungselement eine Gegenklinke aus. Die Drehrichtungen der Sperrklinke und der Gegenklinke bei Bewegung aus einer Nullstellung in eine Eingriffsstellung ist bei der Sperrklinke im Uhrzeigersinn und bei der Gegenklinke entgegen dem Uhrzeigersinn. Diese Drehbewegungen sind also gegenläufig.The outer ring also has a profile at one location for the first transmission element and at another location an opposite profile for the other transmission element. Both transmission elements have opposing pawls and a spring between the pawls and the outer ring. While one transmission element forms the pawl, the other transmission element forms a counter pawl. The directions of rotation of the pawl and counter-pawl when moving from a neutral position to an engaged position are clockwise for the pawl and counter-clockwise for the counter-pawl. These rotary movements are therefore in opposite directions.

Die Sperrklinke und die Gegenklinke sind durch die Profile im Außenring gelagert und können sich jeweils um einen Drehpunkt bzw. Lagerpunkt bewegen. Die beiden Klinken liegen immer in den entsprechenden ihnen zugeordneten Profilen im Außenring bei einem entsprechenden Betriebszustand. Die Lage der Sperrklinken und Gegenklinken, es gibt mehrere von den beiden Arten, zu den Profilen im Innenring kann durch die Drehzahl des Außenrings gesteuert werden. Hierauf haben die Kraft und die Lage der Federn sowie die Lage des Schwerpunkts der entsprechenden Klinken zum jeweiligen Drehpunkt / Lagerpunkt der Klinken (d.h. Sperrklinke bzw. Gegenklinke) Einfluss.The pawl and the counter pawl are supported by the profiles in the outer ring and can each move about a pivot point or bearing point. The two pawls are always in the corresponding profiles assigned to them in the outer ring in a corresponding operating state. The location of the pawls and counter pawls, there are several of the two types, to the profiles in the inner ring can be controlled by the speed of rotation of the outer ring. The force and the position of the springs as well as the position of the center of gravity of the corresponding pawls in relation to the respective pivot point / bearing point of the pawls (i.e. pawl or counter pawl) have an influence on this.

Bei dem ersten Übertragungselement liegt der Schwerpunkt der Sperrklinke auf der gleichen Seite wie die Feder im Bezug auf die Mittellinie des Drehpunktes der Sperrklinke. Wenn sich der Außenring nicht dreht, wird durch die Kraft der Feder die Sperrklinke um ihren Drehpunkt aus dem Profil im Innenring gedreht. Das erste Übertragungselement kann in dieser Stellung in keiner Richtung eine Kraft / ein Drehmoment übertragen. Durch eine Drehbewegung des Außenrings entsteht eine Fliehkraft und der Schwerpunkt der Sperrklinke drängt auf die Feder zu. Ist die Drehzahl und damit Fliehkraft ausreichend, um die Kraft der Feder zu überwinden, wird die Sperrklinke um ihren Drehpunkt in das Profil im Innenring gedreht. Das erste Übertragungselement kann so in der Klemmrichtung der Sperrklinke eine Kraft / ein Drehmoment übertragen.In the first transmission member, the center of gravity of the pawl is on the same side as the spring with respect to the centerline of the pivot point of the pawl. When the outer ring is not rotating, the force of the spring rotates the pawl about its pivot point out of the profile in the inner ring. In this position, the first transmission element cannot transmit a force/torque in any direction. A rotary movement of the outer ring creates a centrifugal force and the center of gravity of the pawl pushes towards the spring. If the speed and thus the centrifugal force are sufficient to overcome the force of the spring, the pawl is rotated around its pivot point into the profile in the inner ring. The first transmission element can thus transmit a force/torque in the clamping direction of the pawl.

Am zweiten Übertragungselement liegt der Schwerpunkt der Gegenklinke auf der Mittellinie des Drehpunkts der Gegenklinke. Dadurch wird die Gegenklinke immer durch die Kraft der Feder in das Profil im Innenring gedrückt. Eine durch eine Drehbewegung des Außenrings entstehende Fliehkraft zum Schwerpunkt der Gegenklinke wird vollständig in der Lagerung der Gegenklinke im Außenring im Drehpunkt aufgenommen. Das zweite Übertragungselement kann so immer in der Klemmrichtung der Gegenklinke eine Kraft / ein Drehmoment übertragen.At the second transmission element, the center of gravity of the counter pawl lies on the center line of the pivot point of the counter pawl. As a result, the counter pawl is always pressed into the profile in the inner ring by the force of the spring. A centrifugal force resulting from a rotary movement of the outer ring towards the center of gravity of the counter pawl is completely absorbed by the bearing of the counter pawl in the outer ring at the pivot point. The second transmission element can thus always transmit a force/torque in the clamping direction of the counter pawl.

Alternativ ist eine Ausführung denkbar, bei der die Feder und der Schwerpunkt der Sperrklinke so angeordnet sind, dass sich Sperrklinke durch die Drehzahl des Außenrings aus dem Profil im Innenring gedreht wird.Alternatively, an embodiment is conceivable in which the spring and the center of gravity of the pawl are arranged in such a way that the pawl is rotated out of the profile in the inner ring by the rotational speed of the outer ring.

Auch ist alternativ eine Ausführung denkbar, bei der die Sperrklinken am Innenring gelagert sind und durch die Drehbewegung des Innenrings gesteuert werden.Alternatively, an embodiment is also conceivable in which the pawls are mounted on the inner ring and are controlled by the rotary movement of the inner ring.

Ferner ist es alternativ möglich, eine Ausführung zu generieren, welche nur über ein Übertragungselement in einer Richtung verfügt.Furthermore, it is alternatively possible to generate an embodiment that only has a transmission element in one direction.

Alternativ sind Ausführungen denkbar, in welcher alle bestehenden Übertragungselemente in beliebiger Form kombiniert werden.Alternatively, designs are conceivable in which all existing transmission elements are combined in any form.

Zusätzlich oder alternativ ist es möglich, eine Ausführung zu realisieren, in der die notwendigen Fliehkräfte durch weitere Bauteile erzeugt werden, welche dann auf die Sperrklinken wirken. Insbesondere ist eine Ausführung denkbar, in der die erzeugten Fliehkräfte auf ein zusätzliches Steuerelement wirken, welches dann die Sperrklinke oder die Sperrklinken betätigt.In addition or as an alternative, it is possible to implement an embodiment in which the necessary centrifugal forces are generated by additional components, which then act on the pawls. In particular, an embodiment is conceivable in which the centrifugal forces generated act on an additional control element, which then actuates the pawl or pawls.

Alternativ sind auch Ausführungen denkbar, in der solche Übertragungselemente mit anderen Maschinenelementen, z.B. Bogenfederdämpfern oder Gummidämpfern kombiniert werden.Alternatively, designs are also conceivable in which such transmission elements are combined with other machine elements, e.g. arc spring dampers or rubber dampers.

Gerade beim Einsatz von Riementrieben im Standklimatisierungsfalls bietet sich die Anwendung des erfindungsgemäßen schaltbaren Freilaufs an. Bei einem solchen Konzept, kann der Riementrieb bei einer stehenden Verbrennungskraftmaschine rückwärts gedreht werden, um so über den Riementrieb im Klimakompressor oder andere Verbraucher durch einen Riemenstartergenerator oder einen zusätzlichen Elektromotor anzutreiben.The use of the switchable freewheel according to the invention is particularly useful when using belt drives in the case of stationary air conditioning. With such a concept, the belt drive can be rotated backwards when the internal combustion engine is stationary in order to drive the belt drive in the air conditioning compressor or other consumers by a belt starter generator or an additional electric motor.

Der Außenring ist dabei mit der Kurbelwelle der Verbrennungskraftmaschine verbunden. Der Innenring ist dabei über eine Riemenscheibe mit dem Riementrieb gekoppelt. Bei stehender Verbrennungskraftmaschine kann nur das Übertragungselement in seiner Klemmrichtung ein Drehmoment übertragen. Dadurch kann der Riementrieb, insbesondere also auch der Innenring, rückwärts drehen, d.h. in negativer Richtung, ohne ein Drehmoment auf die Kurbelwelle zu übertragen. Wird die Verbrennungskraftmaschine gestartet, greift sie wie beschrieben in das erste Übertragungselement mit ein. Die Feder und die Fliehkraft sind so aufeinander abgestimmt, dass bei Leerlaufdrehzahl der Verbrennungskraftmaschine das Übertragungsmoment sicher in Eingriff ist. So kann bei laufender Verbrennungskraftmaschine in beide Richtungen ein Drehmoment zum Motor auf dem Riementrieb oder umgekehrt übertragen werden.The outer ring is connected to the crankshaft of the internal combustion engine. The inner ring is coupled to the belt drive via a belt pulley. With standing burns tion power machine, only the transmission element can transmit torque in its clamping direction. As a result, the belt drive, in particular the inner ring as well, can rotate backwards, ie in the negative direction, without transmitting torque to the crankshaft. If the internal combustion engine is started, it engages in the first transmission element as described. The spring and the centrifugal force are coordinated in such a way that the transmission torque is reliably engaged when the internal combustion engine is idling. When the internal combustion engine is running, torque can be transmitted to the engine on the belt drive or vice versa in both directions.

Ergo wird eine schaltbare Riemenscheibe (RSES) in einem Riementrieb einer Verbrennungskraftmaschine mit einem solchen schaltbaren Freilauf verbindbar. Zwei einseitig, entgegengesetzt wirkende Übertragungselemente, deren Funktion über die Drehzahl, also fliehkraftabhängig, gesteuert wird, ist vorteilhaft einsetzbar.Ergo, a switchable pulley (RSES) in a belt drive of an internal combustion engine can be connected to such a switchable freewheel. Two one-sided, counteracting transmission elements whose function is controlled via the speed, ie as a function of centrifugal force, can be used to advantage.

Die Erfindung wird nachfolgend mit Hilfe einer Zeichnung näher erläutert, in der unterschiedliche Ausführungsbeispiele dargestellt sind. Es zeigen:

• 1 ein doppeltes, einseitig formschlüssiges, einseitig fliehkraftgesteuertes Übertragungselement eines schaltbaren Freilaufs nach einer ersten Ausführungsform, bei der sich aber der Außenring nicht dreht,
• 2 das Übertragungselement des schaltbaren Freilaufs aus 2, bei der jedoch der Außenring eine Drehzahl > 0 aufweist,
• 3 ein Ausführungsbeispiel für eine fliehkraftgesteuerte Klinke, wie sie in den Ausführungsbeispielen der 1 und 2 einsetzbar ist, wobei die Drehzahl des Außenrings = 0 ist,
• 4 die fliehkraftgesteuerte Klinke aus 3, wobei die Drehzahl des Außenrings > 0 ist und ein Verschwenken der Sperrklinke bewirkt,
• 5 eine Variante eines fliehkraftgesteuerten Klinkenfreilaufs in einer weiteren Ausführungsform,
• 6 eine Variante, die mehrere Fliehkraftkörper separat von den Sperrklinken einsetzt,
• 7 die Ausgangssituation beim Fliehkraftkörper aus 6, wenn keine Fliehkraft auf ihn wirkt und eine über einen Schaltkäfig durch den Fliehkraftkörper angesteuerte Sperrklinke nicht sperrt,
• 8 den Fliehkraftkörper aus 7 in einem durch Fliehkraft, bedingt durch die Drehzahl einer Kurbelwelle, ausgelenkten Position, wodurch ein Schaltkäfig verdreht ist und die Sperrklinke in Eingriff verbracht ist, wodurch der Freilauf in beide Richtungen gesperrt ist, und
• 9 ein weiterer fliehkraftgesteuerter Klinkenfreilauf bzw. ein weiteres Klinkensystem, mittels dessen ein weiteres Ausführungsbeispiel eines schaltbaren Freilaufs realisiert ist.

The invention is explained in more detail below with the aid of a drawing, in which different exemplary embodiments are shown. Show it:

• 1 a double, one-sided form-fitting, one-sided centrifugally controlled transmission element of a switchable freewheel according to a first embodiment, but in which the outer ring does not rotate,
• 2 the transmission element of the switchable freewheel off 2 , but at which the outer ring has a speed > 0,
• 3 an embodiment of a centrifugally controlled pawl, as in the embodiments of 1 and 2 can be used, with the speed of the outer ring = 0,
• 4 the centrifugally controlled pawl off 3 , where the speed of the outer ring is > 0 and causes the pawl to pivot,
• 5 a variant of a centrifugally controlled pawl freewheel in a further embodiment,
• 6 a variant that uses several centrifugal bodies separately from the pawls,
• 7 the initial situation with the centrifugal body 6 , if no centrifugal force acts on it and a pawl controlled by the centrifugal body via a shift cage does not lock,
• 8th the centrifugal body 7 in a position deflected by centrifugal force caused by the rotational speed of a crankshaft, as a result of which a shift cage is twisted and the pawl is engaged, whereby the freewheel is blocked in both directions, and
• 9 a further centrifugally controlled ratchet freewheel or a further ratchet system, by means of which a further exemplary embodiment of a switchable freewheel is implemented.

Die Figuren sind lediglich schematischer Natur und dienen nur dem Verständnis der Erfindung. Die gleichen Elemente werden mit denselben Bezugszeichen versehen. Solche Elemente oder Merkmale, die nicht als erfindungswesentlich herausgestellt sind, sind als rein optional zu verstehen. Einzelne Merkmale eines Ausführungsbeispiels können auch in den anderen Ausführungsbeispielen eingesetzt werden. Sie sind also austauschbar.The figures are only of a schematic nature and serve only to understand the invention. The same elements are provided with the same reference numbers. Those elements or features that are not identified as essential to the invention are to be understood as purely optional. Individual features of an exemplary embodiment can also be used in the other exemplary embodiments. So they are interchangeable.

In 1 ist ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen schaltbaren Freilaufs 1 dargestellt. Der schaltbare Freilauf 1 ist für ein Kraftfahrzeug gedacht, insbesondere ein Pkw, ein Lkw oder ein anderes Nutzfahrzeug. Es sind unterschiedliche Übertragungselemente 2 eingesetzt. Das eine Übertragungselement 2 setzt dabei eine Sperrklinke 3 ausgebildete Klinke 4 ein, wobei das andere Übertragungselement 2, wie es in 1 dargestellt ist, eine Gegenklinke 5 einsetzt.In 1 a first exemplary embodiment of a switchable freewheel 1 according to the invention is shown. The switchable freewheel 1 is intended for a motor vehicle, in particular a car, a truck or another commercial vehicle. Different transmission elements 2 are used. The one transmission element 2 uses a pawl 3 formed pawl 4, wherein the other transmission element 2, as shown in FIG 1 is shown, a counter pawl 5 is used.

Sowohl die Sperrklinke 3 als auch die Gegenklinke 5 sind drehgelenkig an einem Ring 8, 9, 10 angebunden. Um genau zu sein, gibt es zwei Ringe 7, 8, nämlich einen ersten Ring 7 und einen zweiten Ring 8. Der zweite Ring 8 ist der eine Ring 9, der als Außenring 10 agiert. Innerhalb dessen ist ein anderer Ring 11, nämlich der erste Ring 7 als Innenring 12 angeordnet.Both the pawl 3 and the counter pawl 5 are connected to a ring 8, 9, 10 in a pivoting manner. To be precise, there are two rings 7, 8, namely a first ring 7 and a second ring 8. The second ring 8 is the one ring 9 which acts as the outer ring 10. Within this, another ring 11, namely the first ring 7 as the inner ring 12, is arranged.

In dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Sperrklinke 3 in ihrer Nullstellung dargestellt. Die Gegenklinke 5 ist in ihrer Eingriffstellung dargestellt.in the in 1 illustrated embodiment, the pawl 3 is shown in its zero position. The counter pawl 5 is shown in its engaged position.

Unter Bezugnahme auf 2 ist sowohl die Sperrklinke 3 als auch die Gegenklinke 5 in ihrem jeweiligen Profil 13 bzw. 14 im Formschluss, also in ihrer jeweiligen Eingriffstellung. In dem Ausführungsbeispiel gemäß 2 kann egal in welcher Richtung sich der Innenring 12 dreht, Drehmoment auf den Außenring 10 übertragen werden. Üblicherweise dreht sich der Außenring 10 in Richtung des Pfeils 15, der eine positive Drehrichtung angibt. Der Außenring 10 kann in mehrere Teile aufgeteilt sein, bspw. in ein erstes Teil 16 und ein zweites Teil 17. Der Innenring 12 kann auch in ein erstes Teil 18 und ein zweites Teil 19 aufgeteilt sein. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel sind die ersten und zweiten Teile 16/18 und 17/19 Bestandteile je eines integralen Körpers.With reference to 2 is both the pawl 3 and the counter-pawl 5 in their respective profile 13 and 14 in the form of a positive fit, so in their respective engaged position. In the embodiment according to 2 no matter in which direction the inner ring 12 rotates, torque can be transmitted to the outer ring 10. The outer ring 10 usually rotates in the direction of the arrow 15, which indicates a positive direction of rotation. The outer ring 10 can be divided into several parts, for example a first part 16 and a second part 17. The inner ring 12 can also be divided into a first part 18 and a second part 19. In the present embodiment, the first and second parts 16/18 and 17/19 are each part of an integral body.

Eine Feder 20 ist zwischen einem Krafteinleitpunkt 21 an der Sperrklinke 3 und einem Befestigungspunkt 22 am Außenring 10 angeordnet. Der Krafteinleitpunkt ist auf der einen Seite, von einem Drehpunkt 23 aus gesehen, an dem die Sperrklinke 3 am Außenring 10 angebracht ist, während am anderen Ende ein Eingriffsbereich 24 vorhanden ist, der in formschlüssigen Eingriff mit dem Profil 13 gelangen soll.A spring 20 is arranged between a force introduction point 21 on the pawl 3 and a fastening point 22 on the outer ring 10 . The force introduction point is on one side, seen from a pivot point 23, at which the pawl 3 is attached to the outer ring 10, while at the other end there is an engagement area 24 which is intended to come into positive engagement with the profile 13.

Auch die Gegenklinke 5 weist einen Krafteinleitpunkt auf, der mit dem Bezugszeichen 25 versehen ist. Der Krafteinleitpunkt 25 ist jedoch auf derselben Seite wie ein Eingriffsbereich 26 von einem Lagerpunkt 27 aus gesehen vorhanden. Am Krafteinleitpunkt greift eine Feder 28 an. Eine Klemmrichtung ist mit dem Pfeil 29 symbolisiert. Bei der Sperrklinke 3 ist ein Unterschied der Lage des Schwerpunktes S zu einer Bezugslinie 30, die auch als Mittellinie der Sperrklinke 3 bezeichnet werden kann, verglichen zu der Position des Schwerpunktes S der Gegenklinke 5 zu ihrer Koppellinie/Mittellinie 31 festzustellen. Die Bezugslinie/Mittellinie 30 ist die Linie, die den Drehpunkt 23 mit dem Drehzentrum der beiden Ringe 7, 8 verbindet. Die Koppellinie/Mittellinie 31 der Gegenklinke 5 ist die Linie, die den Lagerpunkt 27 mit dem Drehzentrum der beiden Ringe 7, 86 verbindet.The counter pawl 5 also has a force introduction point which is provided with the reference number 25 . However, the force application point 25 is on the same side as an engagement area 26 seen from a bearing point 27 . A spring 28 acts at the point at which the force is introduced. A clamping direction is symbolized by the arrow 29 . In the pawl 3, a difference in the position of the center of gravity S to a reference line 30, which can also be referred to as the center line of the pawl 3, compared to the position of the center of gravity S of the counter pawl 5 to its coupling line/center line 31 can be determined. The reference line/centre line 30 is the line connecting the pivot point 23 with the center of rotation of the two rings 7,8. The coupling line/centre line 31 of the counter pawl 5 is the line that connects the bearing point 27 to the center of rotation of the two rings 7, 86.

Während der Schwerpunkt S nie, also weder in der Eingriffstellung noch in der Nullstellung noch in einer der Zwischenstellungen auf der Mittellinie 30 zu liegen kommt, also immer exzentrisch angeordnet ist, ist in der Eingriffstellung der Gegenklinke 5 der Schwerpunkt S genau auf der Koppellinie/Mittellinie 31 angeordnet, während die am Außenring 16 generierte Rotation, bspw. durch die Koppelung mit einer Kurbelwelle, zum Auftreten von Fliehkraft an der Sperrklinke 3 führt, was diese zum Ausführen einer Schwenkbewegung zwingt, weil der Schwerpunkt S radial nach außen wandern will, ist ein solcher Fliehkrafteinfluss bei der Gegenklinke 5 nicht festzustellen, da der Schwerpunkt S aufgrund seiner Lage auf der Koppellinie 31 nicht radial nach außen wandern kann. Bei der Gegenklinke 5 wird somit keine Schwenkbewegung erzwungen. Die Gegenklinke 5 wird über die Feder 28, die an einem Anbringpunkt 32 am Außenring 10 festgelegt ist, auf den Innenring 12 zu bewegt.While the center of gravity S never comes to lie on the center line 30, i.e. neither in the engaged position nor in the zero position nor in one of the intermediate positions, i.e. it is always arranged eccentrically, in the engaged position of the counter pawl 5 the center of gravity S is exactly on the coupling line/center line 31, while the rotation generated on the outer ring 16, e.g. by the coupling to a crankshaft, leads to the occurrence of centrifugal force on the pawl 3, which forces it to perform a pivoting movement because the center of gravity S wants to move radially outwards Such a centrifugal influence cannot be determined in the case of the counter pawl 5, since the center of gravity S cannot move radially outward due to its position on the coupling line 31. In the case of the counter pawl 5, no pivoting movement is thus forced. The counter pawl 5 is moved towards the inner ring 12 via the spring 28 which is fixed at an attachment point 32 on the outer ring 10 .

In 2 ist die Auswirkung der Fliehkraft durch den Pfeil 33 symbolisiert. Die Feder 20 ist dabei komprimiert.In 2 the effect of the centrifugal force is symbolized by the arrow 33. The spring 20 is compressed.

Während sich der Außenring 10 in dem Ausführungsbeispiel gemäß der 1 nicht dreht, dreht er sich in dem Ausführungsbeispiel der 2 sehr wohl.While the outer ring 10 in the embodiment according to the 1 does not rotate, it rotates in the embodiment of FIG 2 very well.

In den 3 und 4 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel dargestellt, wobei die Ringartigkeit und das konzentrische Schachteln der Ringe 10, 12gut zu erkennen ist, also das der Innenring 12 innerhalb des Außenrings 10 angeordnet ist und in dem in 3 dargestellten Ausführungsbeispiel noch kein Formschluss zwischen der Klinke 3 und dem Profil 13 stattgefunden hat, also der Formschluss aber in dem Ausführungsbeispiel gemäß 4 vorliegt.In the 3 and 4 Another exemplary embodiment is shown, in which the ring-like nature and the concentric nesting of the rings 10, 12 can be clearly seen, i.e. the inner ring 12 is arranged inside the outer ring 10 and in the 3 illustrated embodiment has not yet taken place between the pawl 3 and the profile 13 form fit, so the form fit but in the embodiment according to 4 present.

In dem nachfolgenden Ausführungsbeispiel ist allerdings anders als vorher erläutert, der Außenring 10 mit einer Riemenscheibe verbunden, wohingegen der Innenring 12 mit einer Kurbelwelle verbunden ist.In the following exemplary embodiment, however, in contrast to what was explained above, the outer ring 10 is connected to a belt pulley, whereas the inner ring 12 is connected to a crankshaft.

In 5 ist mit dem Bezugszeichen 34 eines die Sperrklinken 3 und Gegenklinken 5 beinhaltendes Klinkensystem 34 angedeutet. Es sind extra Fliehkraftkörper 35 vorgehalten, die über einen Schaltkäfig 36 auf das Klinkensystem 34, insbesondere die Sperrklinke 3, eingreifen. Es sind auch Rückstellfedern 37 vorhanden, die auf den Schaltkäfig 36, die Fliehkraftkörper 35 und/oder eine der Klinken 4 einwirkt. Es können sechs Fliehkraftkörper 35, wie in 6 dargestellt, als Schaltelemente wirken. Die Fliehkraftkörper 35 sind jeweils um eine Schwenkachse 38 drehbar/rotierbar/schwenkbar angeordnet. Die Schwenkachsen 38 sind parallel zu einer Rotationsachse 39 durch das Drehzentrum der Ringe 10, 12 ausgerichtet. Die beiden Ringe 10, 12 drehen sich um die Rotationsachse 39.In 5 a ratchet system 34 containing the pawls 3 and counter pawls 5 is indicated with the reference number 34 . Extra centrifugal bodies 35 are provided, which engage the pawl system 34, in particular the pawl 3, via a shift cage 36. There are also restoring springs 37 which act on the shift cage 36, the centrifugal body 35 and/or one of the pawls 4. Six centrifugal bodies 35, as in 6 shown act as switching elements. The centrifugal bodies 35 are each arranged to be rotatable/rotatable/pivotable about a pivot axis 38 . The pivot axes 38 are aligned parallel to an axis of rotation 39 through the center of rotation of the rings 10,12. The two rings 10, 12 rotate about the axis of rotation 39.

Die Fliehkraftkörper 35 weisen einen Verzahnungsabschnitt 40 auf. Der Verzahnungsabschnitt 40 greift in einen Gegenverzahnungsabschnitt 41 des Schaltkäfigs 36.The centrifugal bodies 35 have a toothed section 40 . The toothed section 40 engages in a counter-toothed section 41 of the shift cage 36.

Das genaue Funktionieren der Fliehkraftkörper 35 mit dem Schaltkäfig 36 ist in den 7 und 8 dargestellt. In 7 sind die Fliehkraftkörper 35 nämlich noch nicht ausgelenkt. In 8 ist die Auswirkung der Fliehkraft entlang der Pfeilrichtung 33 zu erkennen, was zu einem Schwenken des Fliehkraftkörpers in Richtung des Pfeiles 42 führt. Dies führt dazu, dass der Verteilungsabschnitt 40 den Gegenverteilungsabschnitt 41 in Richtung des Pfeiles 43, also in Drehrichtung des Schaltkäfigs 36 zwingt.The exact functioning of the centrifugal body 35 with the shift cage 36 is in the 7 and 8th shown. In 7 namely, the centrifugal bodies 35 have not yet been deflected. In 8th the effect of the centrifugal force can be seen along the direction of the arrow 33 , which leads to a pivoting of the centrifugal body in the direction of the arrow 42 . This means that the distribution section 40 forces the counter-distribution section 41 in the direction of the arrow 43, ie in the direction of rotation of the shift cage 36.

In 9 ist der Schaltkäfig 36 nicht dargestellt, wirkt aber auf eine der Klinken 4 entsprechend der Fliehkraft. Auch hier ist der Außenring 10 mit einer Riemenscheibe verbunden und der Innenring 12 mit einer Kurbelwelle und einem Fliehkraftsystem verbunden.In 9 the shift cage 36 is not shown, but acts on one of the pawls 4 according to the centrifugal force. Here, too, the outer ring 10 is connected to a pulley and the inner ring 12 is connected to a crankshaft and a centrifugal system.

BezugszeichenlisteReference List

11

schaltbarer Freilaufswitchable freewheel

22

Übertragungselementtransmission element

33

Sperrklinkepawl

44

Klinkepawl

55

Gegenklinkecounter latch

77

erster Ringfirst ring

88th

zweiter Ringsecond ring

99

der eine Ringthe one ring

1010

Außenringouter ring

1111

der andere Ringthe other ring

1212

Innenringinner ring

1313

Profil für SperrklinkeProfile for pawl

1414

Profil für GegenklinkeProfile for counter latch

1515

Pfeil / positive DrehrichtungArrow / positive direction of rotation

1616

erstes Teil des Außenringsfirst part of the outer ring

1717

zweites Teil des Außenringssecond part of the outer ring

1818

erstes Teil des Innenringsfirst part of the inner ring

1919

zweites Teil des Innenringssecond part of the inner ring

2020

Feder für SperrklinkeSpring for pawl

2121

Krafteinleitpunkt an der SperrklinkeForce introduction point at the pawl

2222

Befestigungspunktattachment point

2323

Drehpunkt für SperrklinkePivot point for pawl

2424

Eingriffsbereich an der SperrklinkeEngagement area on the pawl

2525

Krafteinleitpunkt an GegenklinkeForce introduction point at counter latch

2626

Eingriffsbereich an GegenklinkeEngagement area on counter pawl

2727

Lagerpunkt für GegenklinkeBearing point for counter latch

2828

Feder für GegenklinkeSpring for counter pawl

2929

Pfeil / KlemmrichtungArrow / clamp direction

3030

Bezugslinie/Mittellinie an SperrklinkeReference line/centre line to pawl

3131

Koppellinie/Mittellinie der GegenklinkeCoupling line/centre line of mating latch

3232

Angriffspunkt/AnbringpunktPoint of Attack/Point of Attachment

3333

Pfeil/Fliehkraftarrow/centrifugal force

3434

Klinkensystemlatch system

3535

Fliehkraftkörpercentrifugal body

3636

Schaltkäfigshift cage

3737

Rückstellfederreturn spring

3838

Schwenkachsepivot axis

3939

Rotationsachseaxis of rotation

4040

Verzahnungsabschnittgear section

4141

Gegenverzahnungsabschnittcounter spline section

4242

Pfeil/Schwenkrichtung für FliehkraftkörperArrow/swivel direction for centrifugal bodies

4343

Pfeil/Drehrichtung des SchaltkäfigsArrow/direction of rotation of the derailleur cage

Claims (9)

Schaltbarer Freilauf (1) für ein Kraftfahrzeug, mit einem ersten Ring (7, 11, 12), der konzentrisch eines zweiten Ringes (8, 9, 10) angeordnet ist, wobei in Abhängigkeit von der Schaltstellung des Freilaufs Drehmoment über wenigstens eine schwenkbar an dem einen der zwei Ringe (8, 9, 10) angebundenen Klinke (4), in den anderen der zwei Ringe (7, 11, 12) formschlüssig eingreift, wobei die Klinke (4) zwischen einer in das Profil (13) eingreifenden Eingriffstellung und einer Nullstellung verschwenkbar ist, in der zumindest soweit kein Formschluss zwischen der Klinke (4) und dem Profil (13) vorliegt, dass somit kein Drehmoment zwischen den Ringen (7, 8, 9, 10 ,11, 12) übertragbar ist, wobei die Klinke (4) so an einem Drehpunkt (23) an dem einen Ring (9) angebunden und ihr Schwerpunkt (S) so relativ zum Drehpunkt (23) angeordnet ist, dass die Klinke (4) in Abhängigkeit von einer Rotationsgeschwindigkeit des einen Ringes (8, 9, 10) fliehkraftinduziert um den Drehpunkt (23) schwenkt, dadurch gekennzeichnet, dass die als Sperrklinke (3) ausgebildete Klinke (4) so an einem Ring (8, 9, 10) über den Drehpunkt (23) gelenkig angebunden ist, dass sie eine gegensinnige Drehbewegung des einen Ringes (8, 9, 10) relativ zum anderen Ring (7, 11, 12) bei Vorliegen einer Drehbewegung des einen Ringes (8, 9, 10) in eine erste Richtung und bei Formschluss mit dem Profil (13) unterbindet.Switchable freewheel (1) for a motor vehicle, with a first ring (7, 11, 12) which is arranged concentrically with a second ring (8, 9, 10), whereby, depending on the switching position of the freewheel, torque can be pivoted via at least one the pawl (4) connected to one of the two rings (8, 9, 10) positively engages in the other of the two rings (7, 11, 12), the pawl (4) between an engagement position engaging in the profile (13). and a zero position in which there is no form fit between the pawl (4) and the profile (13) at least to the extent that no torque can be transmitted between the rings (7, 8, 9, 10, 11, 12), wherein the pawl (4) is connected to one ring (9) at a pivot point (23) and its center of gravity (S) is arranged relative to the pivot point (23) in such a way that the pawl (4) depends on a rotational speed of the one ring (8, 9, 10) pivots about the pivot point (23) induced by centrifugal force, thereby characterized in that the pawl (4) designed as a pawl (3) is connected in an articulated manner to a ring (8, 9, 10) via the pivot point (23) in such a way that it causes a rotating movement of the one ring (8, 9, 10) in the opposite direction relative to the other ring (7, 11, 12) when there is a rotary movement of one ring (8, 9, 10) in a first direction and when there is a positive fit with the profile (13). Schaltbarer Freilauf (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Ring (7, 11, 12) mit einem Nebentriebaggregat unter Zwischenschaltung eines Zugmittels und einem Koppelaggregat, wie einer Riemenscheibe drehmomentüberragend gekoppelt ist.Switchable freewheel (1) after claim 1 , characterized in that the first ring (7, 11, 12) is coupled in a torque-transmitting manner to an auxiliary drive unit with the interposition of a traction mechanism and a coupling unit, such as a belt pulley. Schaltbarer Freilauf (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Ring (8, 9, 10) mit einer Verbrennungskraftmaschine unter Zwischenschaltung einer Kurbelwelle gekoppelt ist.Switchable freewheel (1) according to one of Claims 1 until 2 , characterized in that the second ring (8, 9, 10) is coupled to an internal combustion engine with the interposition of a crankshaft. Schaltbarer Freilauf (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Ring (7, 11, 12) als Innenring (12) und der zweite Ring (8, 9, 10) als Außenring (10) ausgebildet ist, wobei der Außenring (10) den Drehpunkt (13) für die Klinke (4) aufweist und/oder mit der Kurbelwelle gekoppelt ist.Switchable freewheel (1) according to one of Claims 1 until 3 , characterized in that the first ring (7, 11, 12) is designed as an inner ring (12) and the second ring (8, 9, 10) as an outer ring (10), the outer ring (10) having the pivot point (13) for the pawl (4) and/or is coupled to the crankshaft. Schaltbarer Freilauf (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine Feder (20) so angeordnet ist, dass sie die Klinke (4) in die Nullstellung drängt.Switchable freewheel (1) according to one of Claims 1 until 4 , characterized , that a spring (20) is arranged to urge the pawl (4) to the neutral position. Schaltbarer Freilauf (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwerpunkt (S) der Klinke (4) in Umfangsrichtung auf der Seite eines Krafteinleitpunktes (21) der Feder (20) an der Klinke (3) vom Drehpunkt (23) gesehen vorhanden ist.Switchable freewheel (1) according to one of Claims 1 until 5 , characterized in that the center of gravity (S) of the pawl (4) is present in the circumferential direction on the side of a force introduction point (21) of the spring (20) on the pawl (3) from the pivot point (23). Schaltbarer Freilauf (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwerpunkt (S) der Klinke (4) auf der Seite des Krafteinleitpunktes (21) der Feder (20) von einer dem Drehpunkt (23) mit der Rotationsachse (39) der Ringe (7, 8, 9, 10, 11, 12) verbindenden Bezugslinie (30) vorhanden ist.Switchable freewheel (1) according to one of Claims 1 until 6 , characterized in that the center of gravity (S) of the pawl (4) on the side of the force introduction point (21) of the spring (20) of one of the pivot point (23) with the axis of rotation (39) of the rings (7, 8, 9, 10, 11, 12) connecting reference line (30) is present. Schaltbarer Freilauf (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass eine Vielzahl mehrerer gleichartiger und/oder gleich gelagerter Klinken (4) vorhanden ist, die zum Eingreifen in eine gleich große Vielzahl an Profilen (13) ausgelegt ist.Switchable freewheel (1) according to one of Claims 1 until 7 , characterized in that a large number of several similar and/or identically mounted pawls (4) are present, which are designed to engage in a large number of profiles (13) of the same size. Schaltbarer Freilauf (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Profil (13) als Vertiefung, Ausnehmung oder Einbuchtung ausgelegt/ausgeformt ist.Switchable freewheel (1) according to one of Claims 1 until 8th , characterized in that the profile (13) is designed / shaped as a depression, recess or indentation.

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