DE112019007605T5

DE112019007605T5 - Schaltbare Ratschenkupplung

Info

Publication number: DE112019007605T5
Application number: DE112019007605.1T
Authority: DE
Inventors: Peter Burke
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2019-08-07
Filing date: 2019-08-07
Publication date: 2022-04-21
Also published as: WO2021025692A1; CN114096758A

Abstract

Eine schaltbare Ratschenkupplung erreicht auf Basis einer relativen Drehposition eines Nockenrings und eines Innenrings vier verschiedene Betriebsmodi. In einer mittleren relativen Position kann sich ein Außenring in Bezug auf den Innenring in beiden Richtungen frei drehen. In jeder äußersten relativen Position wird der Außenring daran gehindert, sich in beiden Richtungen in Bezug auf den Innenring zu drehen. In Zwischenpositionen auf beiden Seiten der mittleren Position wird dem Außenring ermöglicht, sich in einer Richtung zu drehen, jedoch nicht in der anderen. An dem Innenring sind mehrere Sperrklinken getragen und werden von einer Feder an einer Federhülse radial aus dem Eingriff mit dem Außenring gedrückt. Die Federhülse bewegt sich mit dem Nockenring zwischen den Einwegpositionen, der Nockenring dreht sich jedoch in Bezug auf die Federhülse, wenn er in die äußersten Positionen bewegt wird.

Description

Technisches Gebiet
Die Offenbarung betrifft allgemein das Gebiet der Kupplungen. Insbesondere betrifft die Offenbarung eine Ratschenkupplung, die zwischen fünf Modi umschaltbar ist, einschließlich eines Frei-Frei-Modus, zweier Einwegmodi und zweier Sperr-Sperr-Modi.
Hintergrund
Kraftfahrzeuggetriebe stellen eine Vielfalt von wählbaren Drehzahlverhältnissen zwischen einem Motor und angetriebenen Rädern her. Bei Getrieben mit diskretem Übersetzungsverhältnis wird das Drehzahlverhältnis typischerweise durch Einrücken bestimmter Kupplungen ausgewählt. Eine Kupplung beschränkt die relative Drehung zwischen Komponenten, von denen eine oder beide ansonsten in Bezug auf das Getriebegehäuse drehbar sind. Einige Kupplungen beruhen auf Reibung, um die Relativbewegung einzuschränken. Ratschenkupplungen weisen andererseits Sperrklinken oder andere Elemente auf, die eingreifen, um eine Relativbewegung in einer Richtung zu stoppen, und eine Ratsche, um eine Relativbewegung in der entgegengesetzten Richtung zu ermöglichen.
Einige Ratschenkupplungen sind vollständig passive Vorrichtungen. Andere Ratschenkupplungen sind zwischen den Modi umschaltbar. Beispielsweise kann eine schaltbare Ratschenkupplung einen ersten Modus, in dem eine relative Drehung in beiden Richtungen ermöglicht wird, und einen zweiten Modus einschließen, in dem eine relative Drehung nur in einer Richtung ermöglicht wird.
Bisher bekannte wählbare Vier-Modus-Ratschenkupplungen werden durch Kombinieren mehrerer Zwei-Modus-Ratschenkupplungen gebildet.
Kurzdarstellung
Eine schaltbare Kupplung schließt Innen- und Außenringe, einen Nockenring, eine Vielzahl von Sperrklinken und eine Vielzahl von Sperrfedern ein. Der Außenring weist ein Innenzahnprofil auf und ist zur Drehung in Bezug auf den Innenring getragen. Der Nockenring ist zur Drehung durch einen ersten Bereich in Bezug auf den Innenring getragen. Die Vielzahl von Sperrklinken sind durch den Innenring getragen. Jede der Vielzahl von Sperrfedern drängt auf Basis einer relativen Drehposition des Nockenrings in Bezug auf den Innenring eine jeweilige Sperrklinke radial in Richtung des Nockenrings und positioniert die jeweilige Sperrklinke in Bezug auf den Außenring. In einer ersten relativen Drehposition greift die jeweilige Sperrklinke nicht in den Außenring ein. In einer zweiten relativen Drehposition greift die jeweilige Sperrklinke in das Zahnprofil ein, um eine Drehung des Außenrings in Bezug auf den Innenring in einer ersten Richtung zu verhindern, während sie eine relative Drehung in einer zweiten Richtung ermöglicht. In einer dritten relativen Drehposition greift die jeweilige Sperrklinke in das Zahnprofil ein, um eine Drehung des Außenrings in Bezug auf den Innenring in der zweiten Richtung zu verhindern, während sie eine relative Drehung in der ersten Richtung ermöglicht. In der vierten und fünften relativen Drehposition greift die jeweilige Sperrklinke in das Zahnprofil ein, um eine Drehung des Außenrings in Bezug auf den Innenring sowohl in der ersten als auch in der zweiten Richtung zu verhindern. Die erste relative Drehposition kann zwischen der zweiten relativen Drehposition und der dritten relativen Drehposition liegen. Die zweite relative Drehposition kann zwischen der ersten relativen Drehposition und der vierten relativen Drehposition liegen. Die dritte relative Drehposition kann zwischen der ersten relativen Drehposition und der fünften relativen Drehposition liegen. Eine Federhülse kann in Bezug auf den Innenring für eine Drehung durch einen zweiten Bereich getragen sein, der kleiner als der erste Bereich ist. Die Sperrfedern können an der Federhülse befestigt sein. Zwischen dem Nockenring und der Federhülse kann eine Vielzahl von Rückstellfedern wirken. Eine Drehung der Federhülse in Bezug auf den Innenring kann ein Kraftzentrum der Sperrfedern auf die Sperrklinken ändern, wodurch die Sperrklinken gedrängt werden, in Eingriff mit dem Zahnprofil zu kippen. Jede Sperrklinke kann einen ersten und einen zweiten Arm einschließen. Der erste Arm kann ausgelegt sein, um in das Zahnprofil einzugreifen, um eine relative Drehung in der ersten Richtung zu verhindern. Der zweite Arm kann ausgelegt sein, um in das Zahnprofil einzugreifen, um eine relative Drehung in der zweiten Richtung zu verhindern.
Ein Verfahren zum Betreiben einer schaltbaren schließt ein Drehen eines Nockenrings in Bezug auf einen ersten Ring ein, um zwischen Betriebsmodi überzugehen. Der Nockenring wird in Bezug auf den ersten Ring im Uhrzeigersinn gedreht, um aus einem Frei-Frei-Modus in einen ersten Einwegmodus überzugehen. Im Frei-Frei-Modus wird einem zweiten Ring ermöglicht, sich in Bezug auf den ersten Ring in jeder Richtung zu drehen. Im ersten Einwegmodus wird dem zweiten Ring ermöglicht, sich in Bezug auf den ersten Ring in einer ersten Richtung zu drehen, er jedoch daran gehindert wird, sich in Bezug auf den ersten Ring in einer zweiten Richtung zu drehen. Der Nockenring wird in Bezug auf den ersten Ring weiter im Uhrzeigersinn gedreht, um aus dem ersten Einwegmodus in einen ersten Sperr-Sperr-Modus überzugehen. Im ersten Sperr-Sperr-Modus wird der zweite Ring an einer Drehung in beiden Richtungen in Bezug auf den ersten Ring gehindert. Der Nockenring wird in Bezug auf den ersten Ring gegen den Uhrzeigersinn gedreht, um aus dem Frei-Frei-Modus in einen zweiten Einwegmodus überzugehen. Im zweiten Einwegmodus wird dem zweiten Ring ermöglicht, sich in Bezug auf den ersten Ring in einer zweiten Richtung zu drehen, er jedoch daran gehindert wird, sich in Bezug auf den ersten Ring in einen ersten Richtung zu drehen. Der Nockenring kann in Bezug auf den ersten Ring weiter gegen den Uhrzeigersinn gedreht werden, um aus dem zweiten Einwegmodus in einen zweiten Sperr-Sperr-Modus überzugehen. Im zweiten Sperr-Sperr-Modus wird der zweite Ring an einer Drehung in beiden Richtungen in Bezug auf den ersten Ring gehindert. Die erste Richtung kann entgegen dem Uhrzeigersinn und die zweite Richtung im Uhrzeigersinn erfolgen. Im Frei-Frei-Modus kann eine Sperrfeder an einer Federhülse befestigt sein und kann eine Sperrklinke radial aus dem Eingriff mit dem zweiten Ring drängen. Das Übergehen aus dem Frei-Frei-Modus in den ersten Einwegmodus kann das Drehen der Federhülse im Uhrzeigersinn über eine Verbindung zwischen dem Nockenring und der Federhülse einschließen, wodurch ein Kraftzentrum der Sperrfeder gegen die Sperrklinke verändert wird, wodurch die Sperrklinke gedrängt wird, in Eingriff mit einem Zahnprofil des zweiten Rings zu drehen. Das Übergehen aus dem ersten Einwegmodus in den ersten Sperr-Sperr-Modus kann ein Abhalten der Federhülse von einer weiteren Drehung und das Zwingen der Sperrklinke über eine Rampe des Nockenrings in Eingriff mit zwei Zähnen des Zahnprofils des zweiten Rings einschließen.
Figurenliste

1 ist eine Endansicht einer schaltbaren Ratschenkupplung in einem Frei-Frei-Modus.
2 ist eine Schnittansicht der schaltbaren Ratschenkupplung von 1 in dem Frei-Frei-Modus.
3 ist eine erste bildliche Ansicht der schaltbaren Ratschenkupplung von 1 in dem Frei-Frei-Modus.
4 ist eine zweite bildliche Ansicht der schaltbaren Ratschenkupplung von 1 in dem Frei-Frei-Modus.
5 ist eine Teilschnittansicht der schaltbaren Ratschenkupplung von 1 in einem ersten Einwegmodus.
6 ist eine Teilschnittansicht der schaltbaren Ratschenkupplung von 1 in einem ersten Sperr-Sperr-Modus.
7 ist eine Teilschnittansicht der schaltbaren Ratschenkupplung von 1 in einem zweiten Einwegmodus.
8 ist eine Teilschnittansicht der schaltbaren Ratschenkupplung von 1 in einem zweiten Sperr-Sperr-Modus.

Ausführliche Beschreibung
Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung sind hierin beschrieben. Es sollte klar sein, dass gleiche Bezugszeichen, die in unterschiedlichen Zeichnungsansichten vorkommen, identische oder funktionell ähnliche Strukturelemente bezeichnen. Ebenso versteht sich, dass die offenbarten Ausführungsformen lediglich Beispiele sind und andere Ausführungsformen verschiedene und alternative Formen annehmen können. Die Figuren sind nicht unbedingt maßstabsgetreu; einige Merkmale könnten übertrieben oder minimiert sein, um Details bestimmter Elemente zu zeigen. Daher sind bestimmte strukturelle und funktionelle Details, die hierin offenbart sind, nicht als einschränkend zu interpretieren, sondern lediglich als repräsentative Grundlage, um den Fachmann zu lehren, die Ausführungsformen auf verschiedene Weise anzuwenden. Wie Fachleute verstehen werden, können verschiedene Merkmale, die unter Bezugnahme auf eine der Figuren dargestellt und beschrieben sind, mit Merkmalen kombiniert werden, die in einer oder mehreren anderen Figuren dargestellt sind, um Ausführungsformen zu erzeugen, die nicht ausdrücklich dargestellt oder beschrieben sind. Die veranschaulichten Kombinationen von Merkmalen stellen repräsentative Ausführungsformen für typische Anwendungen bereit. Verschiedene Kombinationen und Modifikationen der Merkmale, die mit den Lehren dieser Offenbarung vereinbar sind, könnten jedoch für bestimmte Anwendungen oder Realisierungsformen erwünscht sein.
Die hierin verwendete Terminologie dient der Beschreibung bestimmter Aspekte und soll den Schutzumfang der vorliegenden Offenbarung nicht einschränken. Sofern nicht anders definiert, ist sämtlichen hierin verwendeten technischen und wissenschaftlichen Begriffen dieselbe Bedeutung eigen, die ihnen der Fachmann auf dem Gebiet allgemein zuschreibt, zu dem diese Offenbarung gehört. Obwohl beliebige Verfahren, Vorrichtungen oder Materialien, die den vorliegend beschriebenen ähnlich oder gleichwertig sind, bei der Anwendung oder beim Testen der Offenbarung verwendet werden können, werden nun die folgenden beispielhaften Verfahren, Vorrichtungen und Materialien beschrieben.
Die 1 bis 4 veranschaulichen eine wählbare Kupplung in einem Frei-Frei-Modus. In dem Frei-Frei-Modus kann sich der Außenring 10 in Bezug auf den Innenring 12 in jeder Richtung frei drehen. Der Betätigungsmechanismus ist am einfachsten, wenn der Innenring 12 in Bezug auf ein Getriebegehäuse feststeht. In diesem Dokument sollte jede Beschreibung der Bewegung von Teilen als Bewegung in Bezug auf den Innenring 12 interpretiert werden. Der Nockenring 14 ist zur Drehung durch einen begrenzten Winkelbereich getragen. Der gewünschte Modus der wählbaren Kupplung wird aktiviert, indem der Nockenring 14 in entsprechende Positionen innerhalb dieses Bewegungsbereichs gedreht wird. Zusätzlich zu dem in den 1 bis 4 veranschaulichten Frei-Frei-Modus stehen zwei Einwegmodi und zwei Sperr-Sperr-Modi zur Verfügung. In den Einwegmodi dreht sich der Außenring 10 frei in einer Richtung, wird jedoch an einer Drehung in der anderen Richtung gehindert. In den Sperr-Sperr-Modi wird der Außenring 10 daran gehindert, sich in beiden Richtungen zu drehen.
Eine Anzahl von Paaren von Nasen 16A und 16B stehen axial vom Innenring 12 hervor. Eine Anzahl von Sperrklinken 18 sind in Umfangsrichtung zwischen den Nasen getragen. Die Formen der Nasen und aneinanderstoßenden Oberflächen der Sperrklinken sind so gewählt, dass sie den Sperrklinken einen gewissen radialen Bewegungsbereich und einen gewissen Dreh- oder Kippbewegungsbereich ermöglichen. Eine Federhülse 20 ist zur Drehung durch einen begrenzten Winkelbereich getragen. Der Bewegungsbereich der Federhülse 20 ist wesentlich geringer als der Bewegungsbereich des Nockenrings 14. Wie am besten in 2 zu sehen ist, drängt die Rückstellfeder 22 die Federhülse 20, sich drehend mit dem Nockenring 14 auszurichten. Sperrfedern 24 sind an der Federhülse 20 befestigt und drücken gegen die Sperrklinken 18. Wie am besten in den 3 und 4 zu sehen ist, ist die Sperrfeder 24 an einer Lasche befestigt, die sich axial von der Federhülse 20 zwischen dem Außenring 10 und der Sperrklinke 18 erstreckt. Die Sperrfeder 24 kann eine Blattfeder sein, die an zwei verschiedenen Stellen gegen die Sperrklinke drückt. In dem in den 1 bis 4 veranschaulichten Frei-Frei-Modus ist die Federkraft auf die Sperrklinke zentriert und wirkt, um die Sperrklinke radial nach innen in Richtung des Nockenrings 14 zu drängen. In dieser Position wird die gesamte Sperrklinke 18 vom Innenzahnprofil 26 des Außenrings weggehalten. Da die Sperrklinken den Außenring 10 nicht berühren, schränken sie die Drehung des Außenrings 10 nicht ein.
5 veranschaulicht den Modus der Kupplung in dem ersten Einwegmodus, in dem sich der Außenring 10 in Bezug auf den Innenring 12 frei gegen den Uhrzeigersinn drehen kann, jedoch davon abgehalten wird, sich in Bezug auf den Innenring 12 im Uhrzeigersinn zu drehen. Dieser Modus wird aus dem Frei-Frei-Modus aktiviert, indem der Nockenring 14 im Uhrzeigersinn gedreht wird. Als Reaktion darauf zwingt die Rückstellfeder 22 die Federhülse 20 dazu, sich ebenfalls im Uhrzeigersinn zu drehen. Die Sperrklinke 18 schließt zwei Arme 28A und 28B ein. Wenn sich die Federhülse 20 in Bezug auf den Innenring 12 dreht, wird die Kraft der Sperrfeder 24 auf die Sperrklinke 18 versetzt, was bewirkt, dass die Sperrklinke in eine Position kippt, in der der erste Arm 28A in einen der Zähne des Zahnprofils 26 eingreift. Dieser Eingriff verhindert eine Drehung des Außenrings 10 im Uhrzeigersinn. Ein beliebiges, auf den Außenring 12 im Uhrzeigersinn wirkendes Drehmoment wird durch die Sperrklinke 18 auf den Innenring 12 über die Nase 16B übertragen. Wenn sich der Außenring 10 in einer Richtung gegen den Uhrzeigersinn dreht, drücken die Zähne des Zahnprofils 26 den ersten Arm 28A gegen die Kraft der Sperrfeder 24 aus dem Weg. In der Richtung gegen den Uhrzeigersinn wird höchstens ein geringes parasitäres Schleppmoment vom Außenring 10 auf den Innenring 12 übertragen. Um große Kräfte zu vermeiden, die mit dem plötzlichen Stoppen des Außenrings 10 verbunden sind, sollte der Übergang aus dem Frei-Frei-Modus in diesen ersten Einwegmodus vorzugsweise erfolgen, während sich der Außenring gegen den Uhrzeigersinn oder mindestens unterhalb einer Schwellendrehzahl im Uhrzeigersinn dreht.
6 veranschaulicht den Modus der Kupplung in dem ersten Sperr-Sperr-Modus, in dem eine relative Drehung in beiden Richtungen ausgeschlossen ist. Dieser erste Sperr-Sperr-Modus wird aus dem ersten Einwegmodus aktiviert, indem der Nockenring 14 weiter im Uhrzeigersinn gedreht wird. Die Lasche 30A der Federhülse 20 berührt die Nase 16A des Innenrings 12 und verhindert eine weitere Drehung der Federhülse 20 im Uhrzeigersinn. Daher bewirkt die weitere Drehung des Nockenrings 14 ein Zusammendrücken der Rückstellfeder 22. Wenn der Nockenring 14 im Uhrzeigersinn gedreht wird, zwingt das Nockenprofil 32A des Nockenrings 14 die Sperrklinke 18 radial nach außen, wodurch die Sperrfeder 24 zusammengedrückt wird. In der radial ausgefahrenen Position greifen sowohl der erste Arm 28A als auch der zweite Arm 28B in die jeweiligen Zähne des Zahnprofils 26 ein. Wie im vorstehend beschriebenen ersten Einwegmodus wird ein beliebiges, auf den Außenring 12 im Uhrzeigersinn wirkendes Drehmoment durch die Sperrklinke 18 auf den Innenring 12 über die Nase 16B übertragen. Außerdem wird ein beliebiges, auf den Außenring 12 gegen den Uhrzeigersinn wirkendes Drehmoment durch die Sperrklinke 18 auf den Innenring 12 über die Nase 16A übertragen. Um große Kräfte zu vermeiden, die mit dem plötzlichen Stoppen des Außenrings 10 verbunden sind, sollte der Übergang aus dem ersten Einwegmodus in diesen ersten Sperr-Sperr-Modus vorzugsweise erfolgen, während der Außenring stillsteht oder sich mindestens unterhalb einer Schwellendrehzahl gegen den Uhrzeigersinn befindet.
7 veranschaulicht den Modus der Kupplung in dem zweiten Einwegmodus, in dem sich der Außenring 10 in Bezug auf den Innenring 12 frei im Uhrzeigersinn drehen kann, jedoch davon abgehalten wird, sich in Bezug auf den Innenring 12 gegen den Uhrzeigersinn zu drehen. Dieser Modus wird aus dem Frei-Frei-Modus aktiviert, indem der Nockenring 14 gegen den Uhrzeigersinn gedreht wird. Als Reaktion darauf zwingt die Rückstellfeder 22 die Federhülse 20 dazu, sich ebenfalls gegen den Uhrzeigersinn zu drehen. Wenn sich die Federhülse 20 in Bezug auf den Innenring 12 dreht, wird die Kraft der Sperrfeder 24 auf die Sperrklinke 18 versetzt, was bewirkt, dass die Sperrklinke in eine Position kippt, in der der zweite Arm 28B in einen der Zähne des Zahnprofils 26 eingreift. Dieser Eingriff verhindert eine Drehung des Außenrings 10 gegen den Uhrzeigersinn. Ein beliebiges, auf den Außenring 12 gegen den Uhrzeigersinn wirkendes Drehmoment wird durch die Sperrklinke 18 auf den Innenring 12 über die Nase 16A übertragen. Wenn sich der Außenring 10 in einer Richtung im Uhrzeigersinn dreht, drücken die Zähne des Zahnprofils 26 den zweiten Arm 28B gegen die Kraft der Sperrfeder 24 aus dem Weg. In der Richtung im Uhrzeigersinn wird höchstens ein geringes parasitäres Schleppmoment vom Außenring 10 auf den Innenring 12 übertragen. Um große Kräfte zu vermeiden, die mit dem plötzlichen Stoppen des Außenrings 10 verbunden sind, sollte der Übergang aus dem Frei-Frei-Modus in diesen zweiten Einwegmodus vorzugsweise erfolgen, während sich der Außenring im Uhrzeigersinn oder mindestens unterhalb einer Schwellendrehzahl gegen den Uhrzeigersinn dreht.
8 veranschaulicht den Modus der Kupplung in dem zweiten Sperr-Sperr-Modus, in dem eine relative Drehung in beiden Richtungen ausgeschlossen ist. Dieser zweite Sperr-Sperr-Modus wird aus dem zweiten Einwegmodus aktiviert, indem der Nockenring 14 weiter gegen den Uhrzeigersinn gedreht wird. Die Lasche 30B der Federhülse 20 berührt die Nase 16B des Innenrings 12 und verhindert eine weitere Drehung der Federhülse 20 gegen den Uhrzeigersinn.
Daher bewirkt die weitere Drehung des Nockenrings 14 ein Zusammendrücken der Rückstellfeder 22. Wenn der Nockenring 14 gegen den Uhrzeigersinn gedreht wird, zwingt das Nockenprofil 32B des Nockenrings 14 die Sperrklinke 18 radial nach außen, wodurch die Sperrfeder 24 zusammengedrückt wird. In der radial ausgefahrenen Position greifen sowohl der erste Arm 28A als auch der zweite Arm 28B in die jeweiligen Zähne des Zahnprofils 26 ein. Wie im vorstehend beschriebenen zweiten Einwegmodus wird ein beliebiges, auf den Außenring 12 gegen den Uhrzeigersinn wirkendes Drehmoment durch die Sperrklinke 18 auf den Innenring 12 über die Nase 16A übertragen.
Außerdem wird ein beliebiges, auf den Außenring 12 wirkendes Drehmoment durch die Sperrklinke 18 auf den Innenring 12 über die Nase 16B übertragen. Um große Kräfte zu vermeiden, die mit dem plötzlichen Stoppen des Außenrings 10 verbunden sind, sollte der Übergang aus dem zweiten Einwegmodus in diesen zweiten Sperr-Sperr-Modus vorzugsweise erfolgen, während der Außenring stillsteht oder sich mindestens unterhalb einer Schwellendrehzahl im Uhrzeigersinn befindet.
Zwar sind vorstehend beispielhafte Ausführungsformen beschrieben, es ist jedoch nicht beabsichtigt, dass diese Ausführungsformen alle möglichen Formen beschreiben, die durch die Ansprüche umfasst sind. Bei den in der Beschreibung verwendeten Wörtern handelt es sich um beschreibende und nicht um einschränkende Wörter und es versteht sich, dass verschiedene Änderungen vorgenommen werden können, ohne vom Grundgedanken und Schutzumfang der Offenbarung abzuweichen. Wie zuvor beschrieben können die Merkmale verschiedener Ausführungsformen kombiniert werden, um weitere Ausführungsformen der Offenbarung zu bilden, die möglicherweise nicht ausdrücklich beschrieben oder dargestellt sind. Zwar hätten verschiedene Ausführungsformen in Bezug auf eine oder mehrere erwünschte Eigenschaften als vorteilhaft oder bevorzugt gegenüber anderen Ausführungsformen oder Realisierungsformen nach dem Stand der Technik beschrieben werden können, Fachleute erkennen jedoch, dass bei einem oder mehreren Merkmalen oder Eigenschaften ein Kompromiss eingegangen werden kann, um gewünschte Gesamtsystemattribute zu erreichen, die von der konkreten Anwendung und Realisierungsform abhängen. In dem Maße, in dem Ausführungsformen in Bezug auf eine oder mehrere Eigenschaften als weniger wünschenswert als andere Ausführungsformen oder Realisierungsformen nach dem Stand der Technik beschrieben werden, liegen diese Ausführungsformen nicht außerhalb des Schutzumfangs der Offenbarung und können für bestimmte Anwendungen wünschenswert sein.

Claims

Schaltbare Kupplung, umfassend: einen ersten Ring; einen zweiten Ring, der ein Zahnprofil aufweist und zur Drehung in Bezug auf den ersten Ring getragen ist; einen Nockenring, der zur Drehung durch einen ersten Bereich in Bezug auf den ersten Ring getragen ist; eine Vielzahl von Sperrklinken, die von dem ersten Ring getragen sind; und eine Vielzahl von Sperrfedern, wobei jede Sperrfeder auf Basis einer relativen Drehposition des Nockenrings in Bezug auf den ersten Ring eine jeweilige Sperrklinke in Richtung des Nockenrings drängt und die jeweilige Sperrklinke in Bezug auf den zweiten Ring positioniert, sodass in einer ersten relativen Drehposition die jeweilige Sperrklinke nicht in den zweiten Ring eingreift, in einer zweiten relativen Drehposition die jeweilige Sperrklinke in das Zahnprofil eingreift, um eine Drehung des zweiten Rings in Bezug auf den ersten Ring in einer ersten Richtung zu verhindern, während sie eine relative Drehung in einer zweiten Richtung ermöglicht, in einer dritten relativen Drehposition die jeweilige Sperrklinke in das Zahnprofil eingreift, um eine Drehung des zweiten Rings in Bezug auf den ersten Ring in der zweiten Richtung zu verhindern, während sie eine relative Drehung in der ersten Richtung ermöglicht, in einer vierten relativen Drehposition die jeweilige Sperrklinke in das Zahnprofil eingreift, um eine Drehung des zweiten Rings in Bezug auf den ersten Ring sowohl in der ersten als auch in der zweiten Richtung zu verhindern.
Schaltbare Kupplung nach Anspruch 1, wobei die erste relative Drehposition zwischen der zweiten relativen Drehposition und der dritten relativen Drehposition liegt.
Schaltbare Kupplung nach Anspruch 2, wobei die zweite relative Drehposition zwischen der ersten relativen Drehposition und der vierten relativen Drehposition liegt.
Schaltbare Kupplung nach Anspruch 3, wobei: in einer fünften relativen Drehposition des Nockenrings in Bezug auf den ersten Ring jede Sperrfeder die jeweilige Sperrklinke in Bezug auf den zweiten Ring derart positioniert, dass die jeweilige Sperrklinke in das Zahnprofil eingreift, um eine Drehung des zweiten Rings in Bezug auf den ersten Ring sowohl in der ersten als auch in der zweiten Richtung zu verhindern. die dritte relative Drehposition zwischen der ersten relativen Drehposition und der fünften relativen Drehposition liegt.
Schaltbare Kupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, ferner umfassend: eine Federhülse, die in Bezug auf den ersten Ring zur Drehung durch einen zweiten Bereich getragen ist, der kleiner als der erste Bereich ist, wobei die Sperrfedern an der Federhülse befestigt sind; und eine Vielzahl von Rückstellfedern, die zwischen dem Nockenring und der Federhülse wirken, wobei eine Drehung der Federhülse in Bezug auf den ersten Ring ein Kraftzentrum der Sperrfedern auf die Sperrklinken ändert, wodurch die Sperrklinken gedrängt werden, in Eingriff mit dem Zahnprofil zu kippen.
Schaltbare Kupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei jede Sperrklinke der Vielzahl von Sperrklinken umfasst: einen ersten Arm, der ausgelegt ist, um in das Zahnprofil einzugreifen, um eine relative Drehung in der ersten Richtung zu verhindern; und einen zweiten Arm, der ausgelegt ist, um in das Zahnprofil einzugreifen, um eine relative Drehung in der zweiten Richtung zu verhindern.
Verfahren zum Betreiben einer schaltbaren Kupplung, umfassend: Drehen eines Nockenrings im Uhrzeigersinn in Bezug auf einen ersten Ring, um aus einem Frei-Frei-Modus in einen ersten Einwegmodus überzugehen, wobei in dem Frei-Frei-Modus einem zweiten Ring ermöglicht wird, sich in Bezug auf den ersten Ring in beiden Richtungen zu drehen und wobei in dem ersten Einwegmodus dem zweiten Ring ermöglicht wird, sich in Bezug auf den ersten Ring in einer ersten Richtung zu drehen, jedoch daran gehindert wird, sich in Bezug auf den ersten Ring in einer zweiten Richtung zu drehen; Drehen des Nockenrings weiter im Uhrzeigersinn in Bezug auf den ersten Ring, um aus dem ersten Einwegmodus in einen ersten Sperr-Sperr-Modus überzugehen, wobei im ersten Sperr-Sperr-Modus der zweite Ring an einer Drehung in beiden Richtungen in Bezug auf den ersten Ring gehindert wird; und Drehen des Nockenrings gegen den Uhrzeigersinn in Bezug auf den ersten Ring, um aus dem Frei-Frei-Modus in einen zweiten Einwegmodus überzugehen, wobei in dem zweiten Einwegmodus dem zweiten Ring ermöglicht wird, sich in Bezug auf den ersten Ring in der zweiten Richtung zu drehen, er jedoch daran gehindert wird, sich in Bezug auf den ersten Ring in der ersten Richtung zu drehen.
Verfahren nach Anspruch 7, ferner umfassend: Drehen des Nockenrings weiter gegen den Uhrzeigersinn in Bezug auf den ersten Ring, um aus dem zweiten Einwegmodus in einen zweiten Sperr-Sperr-Modus überzugehen, wobei im zweiten Sperr-Sperr-Modus der zweite Ring an einer Drehung in beiden Richtungen in Bezug auf den ersten Ring gehindert wird.
Verfahren nach Anspruch 7, wobei: im Frei-Frei-Modus eine an einer Federhülse befestigte Sperrfeder eine Sperrklinke radial aus dem Eingriff mit dem zweiten Ring drängt; und das Übergehen aus dem Frei-Frei-Modus in den ersten Einwegmodus das Drehen der Federhülse im Uhrzeigersinn über eine Verbindung zwischen dem Nockenring und der Federhülse umfasst, wodurch ein Kraftzentrum der Sperrfeder gegen die Sperrklinke verändert wird, wodurch die Sperrklinke gedrängt wird, in Eingriff mit einem Zahnprofil des zweiten Rings zu drehen.
Verfahren nach Anspruch 9, wobei das Übergehen aus dem ersten Einwegmodus in den ersten Sperr-Sperr-Modus umfasst: Abhalten der Federhülse von einer weiteren Drehung; und Zwingen der Sperrklinke über eine Rampe des Nockenrings in Eingriff mit zwei Zähnen des Zahnprofils des zweiten Rings.