DE102019117529B3 - Switchable freewheel and motor vehicle transmission with a switchable freewheel - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft einen schaltbaren Freilauf (1) mit einem Außenring (2) sowie einem relativ zum Außenring (2) verdrehbaren Innenring (7) und mit einem zwischen dem Außenring (2) und dem Innenring (7) angeordneten Käfig (3). Der Käfig (3) führt Klemmkörperpaare. Zwischen den beiden Klemmkörpern (5, 6) des jeweiligen Klemmkörperpaares eine Feder (4) zum Anfedern der Klemmkörper (5, 6) angeordnet ist. An dem Innenring (7) sind über den Umfang verteilt Klemmrampen (8, 9) für Klemmkörperpaare (5, 6) ausgebildet, welche in radialer Richtung in Richtung des Käfigs (3) über die Grundfläche des Innenrings (2, 7) vorstehen. Ein wobei ein Versteller zum Verdrehen des Käfigs (3) in drei Schaltstellungen vorgesehen ist. Der Versteller ist in axialer Richtung betätigbar ist, wobei der Freilauf (1) durch eine axiale Verschiebung des Verstellers von einer ersten Schaltstellung in eine zweite und eine dritte Schaltstellung überführbar ist.. Die Erfindung betrifft außerdem ein Kraftfahrzeuggetriebe mit einem derartigen Freilauf.The invention relates to a switchable freewheel (1) with an outer ring (2) and an inner ring (7) that can be rotated relative to the outer ring (2) and with a cage (3) arranged between the outer ring (2) and the inner ring (7). The cage (3) guides pairs of sprags. A spring (4) is arranged between the two clamping bodies (5, 6) of the respective clamping body pair for springing the clamping bodies (5, 6). Clamping ramps (8, 9) for clamping body pairs (5, 6) are formed on the inner ring (7), which are distributed over the circumference and protrude in the radial direction towards the cage (3) over the base of the inner ring (2, 7). An adjuster is provided for rotating the cage (3) in three switching positions. The adjuster can be actuated in the axial direction, the freewheel (1) being transferable from a first switching position to a second and a third switching position by axial displacement of the adjuster. The invention also relates to a motor vehicle transmission with such a freewheel.

Description

Die Erfindung betrifft einen schaltbaren Freilauf sowie ein Getriebe mit einem solchen FreilaufThe invention relates to a switchable freewheel and a transmission with such a freewheel

Bei einer Vielzahl von Getriebekonzepten werden die zu schaltenden Gänge mit Hilfe von mindestens einer Kupplung sowie mindestens einem Synchronisationsmechanismus geschaltet. Um einen Gang während der Fahrt einlegen zu können, wird zunächst durch das Betätigen der Kupplung der Antriebsmotor von der Eingangswelle des Getriebes getrennt. Anschließend wird die Drehzahl der Eingangswelle auf die Drehzahl des gewählten Gangrades synchronisiert. Erst dann wird eine formschlüssige Verbindung zwischen der Eingangswelle und dem Gangrad hergestellt.In a large number of transmission concepts, the gears to be shifted are shifted with the aid of at least one clutch and at least one synchronization mechanism. In order to be able to engage a gear while driving, the drive motor is first disconnected from the input shaft of the transmission by actuating the clutch. Then the speed of the input shaft is synchronized with the speed of the selected gear. Only then is a positive connection established between the input shaft and the gear wheel.

Dieser Vorgang ist in automatisierten Schaltgetrieben insofern kritisch, als dass bei einem Schaltvorgang der Antriebsmotor, insbesondere ein Verbrennungsmotor, von der Eingangswelle des Getriebes getrennt wird. Dementsprechend wird im entkoppelten Betriebszustand keine Leistung über das Getriebe übertragen. Es entsteht eine sogenannte Zugkraftunterbrechung, welche sich beim Fahrer durch eine komfortbeeinflussende Längsdynamikschwingung auswirkt.This process is critical in automated manual transmissions insofar as the drive motor, in particular an internal combustion engine, is disconnected from the input shaft of the transmission during a shifting process. Accordingly, in the decoupled operating state, no power is transmitted via the transmission. What is known as a tractive force interruption occurs, which affects the driver through a longitudinal dynamic oscillation that affects comfort.

In manuellen Schaltgetrieben ist dieser Vorgang weniger kritisch, da der Fahrer manuell den Schaltvorgang veranlasst und sich auf die Zugkraftunterbrechung einstellen kann. In automatisierten Getriebekonzepten wird der Fahrer mehr oder weniger durch die schaltungsbedingten Längsdynamikschwingungen überrascht. Deutlich zu spüren ist dies bei automatisierten manuellen Schaltgetrieben. Bei einem Doppelkupplungsgetriebe kann dieses Problem durch die Doppelkupplung prinzipiell gelöst werden, da das Getriebe in zwei Teilgetriebe aufgeteilt wird und durch die Doppelkupplung ein Überblenden zwischen den beiden Teilgetrieben ohne Zugkraftunterbrechung möglich ist. Diese Überblendung kann auch unter Last erfolgen.In manual transmissions, this process is less critical, since the driver manually initiates the shift process and can adjust to the interruption in tractive power. In automated transmission concepts, the driver is more or less surprised by the shift-related longitudinal dynamic oscillations. This can be clearly felt in automated manual transmissions. In the case of a double clutch transmission, this problem can in principle be solved by the double clutch, since the transmission is divided into two sub-transmissions and the double clutch enables the two sub-transmissions to be blended without interrupting the tractive effort. This cross-fading can also take place under load.

Bei Getriebekonzepten von Elektro- und Hybridfahrzeugen mit mehr als einem Gang kann das Problem auftreten, dass während des Schaltvorgangs eine Zugkraftunterbrechung eintreten kann. Im Falle der Hybridfahrzeuge kann abhängig vom Getriebekonzept während des Schaltvorgangs der Verbrennungsmotor zugeschaltet werden, um die Zugkraftunterbrechung zu kompensieren.In the case of transmission concepts in electric and hybrid vehicles with more than one gear, the problem can arise that tractive power can be interrupted during the shifting process. In the case of hybrid vehicles, depending on the transmission concept, the combustion engine can be switched on during the shift process to compensate for the interruption in tractive power.

Im Falle von Elektrofahrzeugen muss ein spezielles Getriebekonzept vorgesehen werden, damit eine zugkraftunterbrechungsfreie Schaltung in einem mehrgängigen Getriebe realisiert werden kann. Eine Möglichkeit, eine Lastschaltung umzusetzen, ist die Integration einer Kupplung in Kombination mit einem konventionellen Schaltelement. Im Speziellen kann hierzu ein schaltbarer Freilauf verwendet werden, welcher aber ein bestimmtes Design erfordert, um im Antriebsstrang eine Rekuperation zu ermöglichen.In the case of electric vehicles, a special transmission concept must be provided so that shifting without interruption in traction can be implemented in a multi-speed transmission. One way to implement a power shift is to integrate a clutch in combination with a conventional shift element. In particular, a switchable freewheel can be used for this purpose, but this requires a specific design in order to enable recuperation in the drive train.

Aus der DE 10 2015 201 403 A1 sind eine Rücklaufsperre sowie ein Verteilergetriebe mit einer solchen Rücklaufsperre bekannt, welche einen drehbeweglichen Innenring, einen stationär festgelegten Außenring sowie einen zwischen dem Innenring und dem Außenring angeordneten Käfig aufweist. Dabei werden durch den Käfig mehrere Rollenpaare geführt, wobei zwischen den beiden Rollen des jeweiligen Rollenpaares mindestens ein Federelement angeordnet ist. Dabei ist an der Außenumfangsfläche des Innenrings mindestens ein radial nach Außen ausgebildeter Nocken angeordnet, der in eine im Käfig ausgeformte Nut eingreifen kann. Dabei wird eine Kupplung, also eine Rücklaufsperre durch eine umfangsgerichtete Drehung des Käfigs erreicht.From the DE 10 2015 201 403 A1 a backstop and a transfer case with such a backstop are known, which has a rotatable inner ring, a stationary outer ring and a cage arranged between the inner ring and the outer ring. Several pairs of rollers are guided through the cage, at least one spring element being arranged between the two rollers of the respective roller pair. In this case, at least one cam which is formed radially outward and which can engage in a groove formed in the cage is arranged on the outer peripheral surface of the inner ring. A coupling, that is, a backstop, is achieved by rotating the cage in a circumferential direction.

In DE 1 798 512 U ist ein in zwei Drehrichtungen schaltbarer Freilauf der Gattung beschrieben. Der Freilauf ist durch einen sogenannten Freilaufstern und einen Außenring sowie Klemmkörpern zwischen dem Freilaufstern und dem Außenring gebildet. Der Freilaufstern ist ein Innenteil dessen polygonförmige Struktur Rampen begründet. Der Außenring ist zum Beispiel in ein Zahnrad integriert. Die Klemmkörper sind in einem Käfig gehalten. Auf den Käfig wirkt ein Schaltmittel, welches mit Keilen axial in Öffnungen des Käfigs eingreift und den Käfig in drei Schaltstellungen halten bzw. bringen kann. In einer ersten Schaltstellung greift der Freilauf in einer Sperrstellung in die eine Drehrichtung und in der anderen Schaltstellung in die andere Drehrichtung. In einer dritten Schaltstellung, einer sogenannten Außerarbeitsstellung, ist der Käfig mittels des Schaltmittels so gehalten, dass die Klemmkörper in einer Lage zwischen den beiden Klemmstellungen gehalten werden.In DE 1 798 512 U describes a freewheel of the type that can be switched in two directions of rotation. The freewheel is formed by a so-called freewheel star and an outer ring as well as clamping bodies between the freewheel star and the outer ring. The freewheel star is an inner part whose polygonal structure is based on ramps. The outer ring is integrated into a gear, for example. The clamp bodies are held in a cage. A switching means acts on the cage, which axially engages with wedges in openings of the cage and can hold or bring the cage into three switching positions. In a first switching position, the freewheel engages in one direction of rotation in a blocking position and in the other direction of rotation in the other switching position. In a third switching position, a so-called non-working position, the cage is held by means of the switching means in such a way that the clamping bodies are held in a position between the two clamping positions.

Einen in beide Richtungen schaltbaren Freilauf der Gattung offenbart. DE 10 2006 058 430 A1 , welcher einen Außenring und einem relativ zum Außenring verdrehbaren Innenring aufweist, und der mit einem als Verstellkäfig bezeichneten Versteller versehen ist. Der Versteller greift mit Klauen axial zwischen den Außenring und das Innenteil des Freilaufs ein. Der schaltbare Freilauf weist außerdem Klemmkörperpaare auf, die auf Plateaus des Freilaufsterns angeordnet sind. Die Klemmkörper des jeweiligen Paares sind durch eine Feder wirkverbunden, welche zwischen den Klemmkörpern eingespannt ist. Der mit einer Welle verbundene Freilaufstern weist Klemmrampen an den radial hervorstehenden Plateaus auf. Durch Verschwenken des Schaltkäfigs wird eine Drehung des Freilaufsterns bewirkt, der dabei mit Flanken der Klauen axial auf die Plateaus wirkt und diesen schwenkt. In einer ersten Schaltstellung zum Beispiel wird dadurch gegen den Uhrzeigersinn eine Sperrung des Freilaufs bewirkt und in einer zweiten Schaltstellung des Verstellers wird der Freilauf dabei im Uhrzeigersinn gesperrt, wobei dabei die Klemmkörper linksseitig oder rechtsseitig auf die Klemmrampen auflaufen.A freewheel of the type that can be switched in both directions is disclosed. DE 10 2006 058 430 A1 which has an outer ring and an inner ring that can be rotated relative to the outer ring, and which is provided with an adjuster called an adjustment cage. The adjuster engages axially with claws between the outer ring and the inner part of the freewheel. The switchable freewheel also has pairs of clamping bodies which are arranged on plateaus of the freewheel star. The clamping bodies of the respective pair are operatively connected by a spring which is clamped between the clamping bodies. The freewheeling star connected to a shaft has clamping ramps on the radially protruding plateaus. Pivoting the switch cage causes the freewheel star to rotate, which acts axially on the plateaus with the flanks of the claws pivots. In a first switch position, for example, the freewheel is blocked in a counterclockwise direction and in a second switch position of the adjuster the freewheel is blocked in a clockwise direction, with the clamping bodies running onto the clamping ramps on the left or right.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen alternativen schaltbaren Freilauf für ein schaltbares, mehrgängiges Getriebe vorzuschlagen, mit welchem in Kombination mit einer Kupplung eine Lastschaltfähigkeit realisiert werden kann und welcher eine Rekuperation in zumindest einem Gang und ein Rückwärtsfahren ermöglicht.The object of the invention is to propose an alternative switchable freewheel for a switchable, multi-gear transmission, with which, in combination with a clutch, a power shift capability can be realized and which enables recuperation in at least one gear and reversing.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch einen schaltbaren Freilauf gemäß den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.

• - Der Freilauf ist ein schaltbarer Freilauf mit einem Außenring sowie einem relativ zum Außenring verdrehbaren Innenring und mit einem Käfig.
• - Der Käfig ist zwischen dem Außenring und dem Innenring angeordnet und führt Klemmkörperpaare.
• - Zwischen den beiden Klemmkörpern des jeweiligen Klemmkörperpaars ist eine Feder zum Anfedern der Klemmkörper angeordnet.
• - An dem Innenring sind am Umfang verteilte Klemmrampen für Klemmkörperpaare ausgebildet, welche in radialer Richtung in Richtung des Käfigs über die Grundfläche des Innenrings vorstehen.
• - Es ist ein Versteller vorgesehen, welcher den Käfig in einer ersten Schaltstellung derart verdreht, dass in der ersten Schaltstellung eine Drehung des Freilaufs im Uhrzeigersinn ermöglicht und gegen den Uhrzeigersinn gesperrt ist und in einer zweiten Schaltstellung des Verstellers eine Drehung des Freilaufs gegen den Uhrzeigersinn ermöglicht und im Uhrzeigersinn gesperrt ist.
• - Der Freilauf ermöglicht in einer dritten Schaltstellung des Verstellers eine Drehung in beide Drehrichtungen.
• - Der Versteller ist in axialer Richtung betätigbar.
• - Der Freilauf ist durch eine axiale Verschiebung des Verstellers von der ersten Schaltstellung in die zweite und die dritte Schaltstellung überführbar.

According to the invention, this object is achieved by a switchable freewheel according to the features of claim 1.

• - The freewheel is a switchable freewheel with an outer ring and an inner ring that can be rotated relative to the outer ring and with a cage.
• - The cage is arranged between the outer ring and the inner ring and guides pairs of clamping bodies.
• - Between the two clamping bodies of the respective clamping body pair, a spring is arranged for springing the clamping body.
• - On the inner ring distributed clamping ramps for clamping body pairs are formed on the circumference, which protrude in the radial direction in the direction of the cage over the base of the inner ring.
• An adjuster is provided which rotates the cage in a first switching position in such a way that in the first switching position it enables the freewheel to rotate clockwise and is blocked in an anti-clockwise direction, and in a second switching position of the adjuster enables the freewheel to rotate counterclockwise and is locked clockwise.
• - In a third switching position of the adjuster, the freewheel enables rotation in both directions of rotation.
• - The adjuster can be actuated in the axial direction.
• The freewheel can be transferred from the first switching position to the second and third switching positions by axially shifting the adjuster.

Durch einen solchen schaltbaren Freilauf kann auf einfache Art und Weise ein Freilauf ausgeführt werden, welcher ein gegenseitiges Verklemmen von zwei, in unterschiedlichen Wirkrichtungen wirkenden Freiaufteilen betriebssicher vermeidet. Ferner kann durch die Bauart mit nur einer Laufbahn für die Klemmkörper Bauraum eingespart werden, wodurch der Freilauf leicht und kostengünstig ausgeführt werden kann.By means of such a switchable freewheel, a freewheel can be carried out in a simple manner, which reliably avoids a mutual jamming of two freewheels acting in different effective directions. Furthermore, the design with only one raceway for the clamping bodies can save installation space, so that the freewheel can be carried out easily and inexpensively.

Durch eine dritte Schaltstellung kann die Funktionalität des Freilaufs erweitert werden. Dabei kann der Käfig relativ zum Innenring fixiert werden, sodass die Klemmkörper nicht in Kontakt mit dem Außenring treten. Dadurch kann die Reibung in dem Freilauf minimiert werden. Zudem kann somit auf einfache und kostengünstige Art eine Schaltstellung realisiert werden, in der der Freilauf in beide Richtungen frei dreht, sodass keine Kräfte oder Momente durch den Freilauf übertragen werden.The functionality of the freewheel can be expanded by a third switch position. The cage can be fixed relative to the inner ring so that the clamping bodies do not come into contact with the outer ring. As a result, the friction in the freewheel can be minimized. In addition, a switching position in which the freewheel rotates freely in both directions can thus be implemented in a simple and inexpensive manner, so that no forces or moments are transmitted through the freewheel.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass ein Versteller in axialer Richtung in den Käfig eingreift. Durch einen axialen Eingriff des Verstellers in den Käfig ist eine einfach zu realisierende Verstellmechanik möglich, mit der der schaltbare Freilauf zwischen den einzelnen Schaltstellungen wechseln kann.In a preferred embodiment of the invention it is provided that an adjuster engages in the cage in the axial direction. Axial engagement of the adjuster in the cage enables an adjustment mechanism that is easy to implement and with which the switchable freewheel can switch between the individual switching positions.

Alternativ ist mit Vorteil vorgesehen, dass der Versteller rotativ in den Käfig eingreift. Durch einen rotativen Eingriff kann ebenfalls ein einfacher Wechsel zwischen den einzelnen Schaltstellungen des schaltbaren Freilaufs erfolgen.Alternatively, it is advantageously provided that the adjuster engages the cage in a rotative manner. A simple change between the individual switching positions of the switchable freewheel can also take place through a rotary engagement.

Die Klemmrampen können bei der Herstellung des Innenrings durch einen einfachen spanenden Prozess hergestellt werden. Dabei werden die Klemmkörper durch die Klemmrampen in Richtung des Außenrings gedrückt und gegen diesen Außenring gepresst, sodass ein Antriebsmoment durch die Sperrkraft des Freilaufs übertragen werden kann.The clamping ramps can be produced by a simple machining process during the production of the inner ring. The clamping bodies are pressed in the direction of the outer ring by the clamping ramps and pressed against this outer ring so that a drive torque can be transmitted by the locking force of the freewheel.

In einer vorteilhaften Ausführungsform sind die Klemmrampen gleichmäßig über den Umfang des entsprechenden Rings des schaltbaren Freilaufs verteilt sind. Durch mehrere Klemmrampen und mehrere Klemmkörperpaare kann auf einfache Art und Weise die Tragfähigkeit des schaltbaren Freilaufs erhöht werden. Somit können größere Kräfte und Momente übertragen werden. Zudem führen mehrere Klemmrampen und mehrere Klemmkörperpaare zu einer gleichmäßigen Verteilung der wirkenden Kräfte und Momente über den Umfang des Freilaufs, sodass unzulässige Kraftspitzen und Momentenüberhöhungen vermieden werden.In an advantageous embodiment, the clamping ramps are evenly distributed over the circumference of the corresponding ring of the switchable freewheel. The load-bearing capacity of the switchable freewheel can be increased in a simple manner by using several clamping ramps and several pairs of clamping bodies. This means that greater forces and moments can be transmitted. In addition, several clamping ramps and several pairs of clamping bodies result in an even distribution of the forces and torques acting over the circumference of the freewheel, so that impermissible force peaks and excessive torque are avoided.

In einer vorteilhaften Ausführungsform des schaltbaren Freilaufs ist vorgesehen, dass gegenüber der Anschlagkontur jeweils eine erste Klemmrampe und eine zweite Klemmrampe ausgebildet sind, an welchen die Klemmkörper im gesperrten Betriebszustand zumindest abschnittsweise anliegen. Durch die Klemmrampen werden die Klemmkörper, insbesondere die Klemmrollen sanft und mit einem stetigen Übergang von der Anlagefläche am Grundkörper des Innenrings in Richtung des Außenrings überführt. Somit kann die Klemmung besonders sanft und materialschonend ohne zusätzliche Schlagbewegungen erfolgen.In an advantageous embodiment of the switchable freewheel it is provided that a first clamping ramp and a second clamping ramp are formed opposite the stop contour, on which the clamping bodies abut at least in sections in the locked operating state. The clamping ramps, the clamping bodies, in particular the clamping rollers, are gentle and with a constant transition from the contact surface on the base body of the inner ring in the direction of the outer ring. In this way, the clamping can be carried out particularly gently and gently without additional impact movements.

Bevorzug ist dabei, wenn die Klemmkörper als Klemmrollen ausgeführt sind. Klemmrollen weisen gegenüber anderen Klemmkörpern, insbesondere gegenüber Kugeln, nur eine geringfügig höhere Reibung, jedoch eine deutlich erhöhte Traglast auf.It is preferred if the clamping bodies are designed as pinch rollers. Compared to other clamping bodies, in particular compared to balls, pinch rollers have only a slightly higher friction, but a significantly higher load capacity.

In einer bevorzugten Ausführungsform des schaltbaren Freilaufs ist vorgesehen, dass die Klemmkörper, insbesondere die Klemmrollen, in einem unbelasteten Ausgangszustand am Innenring anliegen. Dadurch kann die Reibung im schaltbaren Freilauf minimiert werden, da es zu keinem Kontakt zwischen den Klemmkörpern und dem Außenring kommt. Dadurch wird die Verlustleistung und die damit verbundene Wärmeentwicklung im Ausgangszustand verringert.In a preferred embodiment of the switchable freewheel it is provided that the clamping bodies, in particular the clamping rollers, rest on the inner ring in an unloaded initial state. As a result, the friction in the switchable freewheel can be minimized, since there is no contact between the clamping bodies and the outer ring. This reduces the power loss and the associated heat development in the initial state.

Erfindungsgemäß wird ein Kraftfahrzeuggetriebe mit einem solchen schaltbaren Freilauf vorgeschlagen. Ein solcher Freilauf kann insbesondere in Kraftfahrzeugen mit einer elektrischen Antriebsachse, mit einem hybriden Antriebskonzept aus einem Verbrennungsmotor und einem elektrischen Antriebsmotor sowie als Schaltelement für weitere Getriebeanwendungen genutzt werden. Durch den Aufbau können mindestens zwei unterschiedlich wirkende Schaltstellungen des schaltbaren Freilaufs realisiert werden, wobei eine Schaltung unter Last initiiert werden kann und dann erfolgt, wenn der Freilauf momentenfrei ist.According to the invention, a motor vehicle transmission with such a switchable freewheel is proposed. Such a freewheel can be used in particular in motor vehicles with an electric drive axle, with a hybrid drive concept consisting of an internal combustion engine and an electric drive motor, and as a shifting element for other transmission applications. As a result of the structure, at least two differently acting switching positions of the switchable freewheel can be implemented, whereby a shift can be initiated under load and takes place when the freewheel is torque-free.

Der schaltbare Freilauf kann sowohl in einem stehenden System, bei dem der Innen- oder Außenring stehen und sich der jeweils andere Ring dreht als auch in einem voll rotativen System, in welchem sich sowohl der Innenring als auch der Außenring drehen, eingesetzt werden. Der schaltbare Freilauf ermöglicht drei Schaltstellungen und vier Betriebszustände, welche einzeln aktiviert werden können. Der Käfig hat keine formschlüssige Verbindung zum Innenring oder Außenring, die Verbindung zwischen dem Innenring und dem Außenring erfolgt ausschließlich über die Klemmkörper. Der Innenring, der Käfig und der Außenring können sich dabei frei zueinander drehen. The switchable freewheel can be used both in a stationary system in which the inner or outer ring is stationary and the other ring rotates, as well as in a fully rotary system in which both the inner ring and the outer ring rotate. The switchable freewheel enables three switching positions and four operating states, which can be activated individually. The cage has no positive connection to the inner ring or outer ring; the connection between the inner ring and the outer ring is made exclusively via the clamping bodies. The inner ring, the cage and the outer ring can rotate freely with respect to one another.

Die verschiedenen in dieser Anmeldung genannten Ausführungsformen der Erfindung sind, sofern im Einzelfall nicht anders ausgeführt, mit Vorteil miteinander kombinierbar.The various embodiments of the invention mentioned in this application can be advantageously combined with one another, unless stated otherwise in the individual case.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand bevorzugter Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren erläutert. Gleiche Bauteile oder Bauteile mit gleicher Funktion sind dabei mit den gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet. Dabei zeigen:

• 1 ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen schaltbaren Freilaufs in einer Explosionsdarstellung; und
• 2 einen erfindungsgemäßen schaltbaren Freilauf in einer Seitenansicht und einer Schnittdarstellung.

The invention is explained below on the basis of preferred embodiments with reference to the attached figures. The same components or components with the same function are identified with the same reference symbols. Show:

• 1 an embodiment of a switchable freewheel according to the invention in an exploded view; and
• 2 a switchable freewheel according to the invention in a side view and a sectional view.

In 1 ist ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen schaltbaren Freilaufs 1 dargestellt. Der schaltbare Freilauf 1 umfasst einen Außenring 2 und einen Innenring 7, welche relativ zueinander verdrehbar sind. Der schaltbare Freilauf 1 umfasst ferner einen Käfig 3, welcher in radialer Richtung zwischen dem Innenring 7 und dem Au-ßenring 2 angeordnet ist und mehrere Klemmkörperpaare 5, 6 führt. Dabei umfasst jedes Klemmkörperpaar 5, 6 einen ersten Klemmkörper 5, insbesondere eine erste Klemmrolle, und einen zweiten Klemmkörper 6, insbesondere eine zweite Klemmrolle, welche über eine Feder 4 miteinander verbunden sind. Alternativ können sich die Klemmkörper 5, 6 auch über einzelne Federn am Käfig 3 abstützen. An dem Innenring 7 sind mehrere Klemmrampen 8, 9, welche sich in radialer Richtung über eine Grundfläche des Innenrings 7 erheben, ausgebildet. An den Klemmrampen 8, 9 sind jeweils zwei weitere Rampen 10, 11 ausgebildet, welche ein Klemmen der Klemmkörper 5,6 entgegengesetzt zu ihrer Klemmrichtung, also in Freilaufrichtung, verhindern.In 1 is an embodiment of a switchable freewheel according to the invention 1 shown. The switchable freewheel 1 includes an outer ring 2 and an inner ring 7th which can be rotated relative to one another. The switchable freewheel 1 further comprises a cage 3 , which in the radial direction between the inner ring 7th and the outer ring 2 is arranged and several pairs of clamping bodies 5 , 6th leads. Each pair of clamp bodies includes 5 , 6th a first clamp body 5 , in particular a first pinch roller, and a second clamp body 6th , in particular a second pinch roller, which has a spring 4th are connected to each other. Alternatively, the clamping body 5 , 6th also via individual springs on the cage 3 prop up. On the inner ring 7th are several clamping ramps 8th , 9 , which extends in the radial direction over a base surface of the inner ring 7th raise, trained. On the clamping ramps 8th , 9 are two more ramps each 10 , 11 formed which a clamping of the clamping body 5 , 6th opposite to their clamping direction, i.e. in the freewheeling direction, prevent.

In 2 ist ein erfindungsgemäßer schaltbarer Freilauf 1 in einer Seitenansicht sowie in einer Schnittdarstellung gezeigt. Dabei sind die Klemmkörper 5, 6 in einer unbelasteten Ausgangsstellung dargestellt, bei der die Klemmkörper 5, 6 an dem Innenring 7 anliegen. In dem Käfig 3 sind mehrere Klemmkörperpaare 5, 6 angeordnet und gleichmäßig über den Umfang des Käfigs 3 verteilt. Zwischen den beiden Klemmkörpern 5, 6 des jeweiligen Klemmkörperpaars ist eine Feder 4 zum Anfedern der Klemmkörper angeordnet. An einer Außenumfangsfläche des Innenrings 7 ist für jeden Klemmkörper 5, 6 des jeweiligen Klemmkörperpaares eine gegenläufige Klemmrampe 8, 9 ausgebildet. Die beiden jeweiligen anschließenden Rampen 10, 11 sind in Umfangsrichtung gegenläufig voneinander wegführend ausgebildet. In 2 ist eine Mittelposition des schaltbaren Freilaufs 1 dargestellt. In dieser Position liegen die Klemmkörper 5, 6 am Innenring an, wobei die Klemmkörper 5, 6 keinen Kontakt zum Außenring 2 haben. Somit kann der schaltbare Freilauf in dieser Stellung frei drehen.In 2 is a switchable freewheel according to the invention 1 shown in a side view and in a sectional view. Here are the sprags 5 , 6th shown in an unloaded starting position in which the sprags 5 , 6th on the inner ring 7th issue. In the cage 3 are several pairs of sprags 5 , 6th arranged and evenly around the circumference of the cage 3 distributed. Between the two sprags 5 , 6th of the respective clamping body pair is a spring 4th arranged for springing the clamp body. On an outer peripheral surface of the inner ring 7th is for every sprag 5 , 6th of the respective pair of clamping bodies an opposing clamping ramp 8th , 9 educated. The two respective subsequent ramps 10 , 11 are formed leading away from one another in opposite directions in the circumferential direction. In 2 is a central position of the switchable freewheel 1 shown. The clamping bodies are in this position 5 , 6th on the inner ring, the sprags 5 , 6th no contact with the outer ring 2 to have. Thus, the switchable freewheel can rotate freely in this position.

In einer ersten Schaltstellung des schaltbaren Freilaufs 1 wird der Versteller so betätigt, dass er den Käfig 3 entgegen dem Uhrzeigersinn relativ zu dem Innenring 7 um einen gewissen Winkel verdreht. Dadurch kommen die jeweiligen Klemmkörper 6 an der jeweiligen Klemmrampe 9 zur Anlage und sind bereit, eine Sperrfunktion auszulösen. Die jeweiligen Klemmkörper 5 werden von dem Käfig 3 derart gehalten, dass ein Anliegen des Klemmkörpers 5 an der Klemmrampe 8 sicher verhindert wird. Somit wird eine Freilauffunktion in eine entgegengesetzte Drehrichtung ermöglicht, während der schaltbare Freilauf 1 eine Drehung in dieser Drehrichtung sperrt.In a first switch position of the switchable freewheel 1 the stage is operated so that it hits the cage 3 counterclockwise relative to the inner ring 7th twisted by a certain angle. This brings the respective clamp bodies 6th at the respective clamping ramp 9 to the system and are ready to trigger a blocking function. The respective sprags 5 are from the cage 3 held in such a way that a concern of the clamping body 5 on the clamping ramp 8th is safely prevented. This enables a freewheel function in an opposite direction of rotation, while the switchable freewheel function 1 blocks rotation in this direction of rotation.

In einer zweiten Schaltstellung des schaltbaren Freilaufs 1 wird der Versteller so betätigt, dass er den Käfig im Uhrzeigersinn relativ zum Innenring 7 um einen gewissen Winkel verdreht. Dadurch kommen die jeweiligen Klemmkörper 5 an der jeweiligen Klemmrampe 8 zur Anlage und sind bereit, eine Sperrfunktion auszulösen. Die jeweiligen Klemmkörper 6 werden von dem Käfig 3 derart gehalten, dass ein Anliegen des Klemmkörpers 6 an der Klemmrampe 9 sicher verhindert wird. Somit ist eine Freilauffunktion in entgegengesetzter Richtung zu der zweiten Schaltstellung ermöglicht.In a second switch position of the switchable freewheel 1 the adjuster is operated in such a way that it moves the cage clockwise relative to the inner ring 7th twisted by a certain angle. This brings the respective clamp bodies 5 at the respective clamping ramp 8th to the system and are ready to trigger a blocking function. The respective sprags 6th are from the cage 3 held in such a way that a concern of the clamping body 6th on the clamping ramp 9 is safely prevented. This enables a freewheel function in the opposite direction to the second switching position.

Ein Vorteil des vorgeschlagenen Designs besteht darin, dass es nicht zu einem gegenseitigen Verklemmen von zwei in unterschiedlichen Richtungen wirkenden Freiläufen kommen kann. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass die beiden Wirkrichtungen des Freilaufs 1 in einer Spur laufen, und somit Bauraum und Gewicht eingespart werden kann.An advantage of the proposed design is that there cannot be a mutual jamming of two freewheels acting in different directions. Another advantage is that the two effective directions of the freewheel 1 run in one track, and thus space and weight can be saved.

BezugszeichenlisteList of reference symbols

11

Schaltbarer FreilaufSwitchable freewheel

22

AußenringOuter ring

33

KäfigCage

44th

Federfeather

55

Erster KlemmkörperFirst clamp body

66th

Zweiter KlemmkörperSecond clamp body

77th

InnenringInner ring

88th

Erste KlemmrampeFirst clamping ramp

99

Zweite KlemmrampeSecond clamping ramp

1010

Ramperamp

1111

Ramperamp

1212

AnschlagkonturStop contour

Claims (6)

Schaltbarer Freilauf (1) mit einem Außenring (2) sowie einem relativ zum Außenring (2) verdrehbaren Innenring (7) und mit einem Käfig (3), wobei der Käfig zwischen dem Außenring (2) und dem Innenring (7) angeordnet ist und Klemmkörperpaare führt, und wobei zwischen den beiden Klemmkörpern (5, 6) des jeweiligen Klemmkörperpaares eine Feder (4) zum Anfedern der Klemmkörper (5, 6) angeordnet ist, wobei an dem Innenring (7) über den Umfang verteilt Klemmrampen (8, 9) für Klemmkörperpaare (5, 6) ausgebildet sind, welche in radialer Richtung in Richtung des Käfigs (3) über die Grundfläche des vorstehen, wobei ein Versteller vorgesehen ist, welcher den Käfig (3) in einer ersten Schaltstellung derart verdreht, dass in der ersten Schaltstellung eine Drehung des Freilaufs (1) im Uhrzeigersinn ermöglicht und gegen den Uhrzeigersinn gesperrt ist und in einer zweiten Schaltstellung des Verstellers eine Drehung des Freilaufs (1) gegen den Uhrzeigersinn ermöglicht und im Uhrzeigersinn gesperrt ist und wobei der Freilauf (1) in einer dritten Schaltstellung des Verstellers eine Drehung in beide Drehrichtungen ermöglicht, wobei der Versteller in axialer Richtung betätigbar ist, wobei der Freilauf (1) durch eine axiale Verschiebung des Verstellers von der ersten Schaltstellung in die zweite und die dritte Schaltstellung überführbar ist.Switchable freewheel (1) with an outer ring (2) and an inner ring (7) that can be rotated relative to the outer ring (2) and with a cage (3), the cage being arranged between the outer ring (2) and the inner ring (7) and Clamping body pairs leads, and between the two clamping bodies (5, 6) of the respective clamping body pair, a spring (4) for springing the clamping bodies (5, 6) is arranged, with clamping ramps (8, 9) distributed over the circumference on the inner ring (7) ) are designed for pairs of clamping bodies (5, 6) which protrude in the radial direction in the direction of the cage (3) over the base area, an adjuster being provided which rotates the cage (3) in a first switching position in such a way that in the first switch position enables a clockwise rotation of the freewheel (1) and is blocked counterclockwise and in a second switch position of the adjuster enables rotation of the freewheel (1) counterclockwise and is blocked clockwise un d wherein the freewheel (1) in a third switching position of the adjuster enables rotation in both directions of rotation, the adjuster being actuatable in the axial direction, the freewheel (1) being axially displaced from the first switching position into the second and the second third switch position can be transferred. Schaltbarer Freilauf (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Versteller in axialer Richtung in den Käfig (3) eingreift.Switchable freewheel (1) after Claim 1 , characterized in that an adjuster engages in the axial direction in the cage (3). Schaltbarer Freilauf (1) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass ein Versteller rotativ in den Käfig (3) eingreift.Switchable freewheel (1) after Claim 1 , characterized in that an adjuster engages rotatively in the cage (3). Schaltbarer Freilauf (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Klemmkörper (5, 6) als Klemmrollen ausgeführt sind.Switchable freewheel (1) according to one of the Claims 1 to 3 , characterized in that the clamping bodies (5, 6) are designed as clamping rollers. Schaltbarer Freilauf (1) nach einem der die Klemmkörper (5, 6) in einem unbelasteten Ausgangszustand am Innenring (7) anliegen.Switchable freewheel (1) after one of the clamping bodies (5, 6) rest on the inner ring (7) in an unloaded initial state. Kraftfahrzeuggetriebe mit einem schaltbaren Freilauf (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5.Motor vehicle transmission with a switchable freewheel (1) according to one of the Claims 1 to 5 .

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