WO2017080549A1

WO2017080549A1 - Bi-directionally active clutch

Info

Publication number: WO2017080549A1
Application number: PCT/DE2016/200485
Authority: WO
Inventors: Pritesh Doshi
Original assignee: Schaeffler Technologies AG & Co. KG
Priority date: 2015-11-12
Filing date: 2016-10-24
Publication date: 2017-05-18
Also published as: DE102016222174A1

Abstract

The invention relates to a clutch (1), comprising an outer clutch ring (2) and an inner clutch ring (3), wherein the outer clutch ring (2) and the inner clutch ring (3) are arranged coaxially with one another, wherein an annular gap (4) is formed between the outer clutch ring (2) and the inner clutch ring (3), wherein clamping bodies (5) for transferring a torque between the outer clutch ring (2) and the inner clutch ring (3) are arranged in the annular gap (4), and wherein the inner clutch ring (3) is designed as a divided or slotted ring, wherein a diameter of the inner clutch ring (3) is variable along the division (6) or slot (7).

Description

Bidirektional wirksame Kupplung Bidirectionally effective coupling

Die Erfindung betrifft eine bidirektional wirksame Kupplung zur Übertragung einer Drehbewegung oder eines Drehmoments gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 . The invention relates to a bidirectionally effective coupling for transmitting a rotational movement or a torque according to the preamble of claim 1.

Bidirektional wirksame Kupplungen sind bereits aus dem Stand der Technik bekannt. So offenbart die CA 2 724 388 A1 eine bidirektional wirksame Kupplung mit einem Paar von Kupplungsendelementen und einem Kupplungsmittelelement, wobei an jedem der Kupplungselemente V-förmige Vertiefungen ausgebildet sind, welche mitei- nander in Eingriff treten können, und wobei ein Aktuator vorgesehen ist, um die V- förmigen Vertiefungen der Kupplungsendelemente mit den V-förmigen Vertiefungen des Kupplungsmittelelements in Eingriff zu bringen. Bidirectionally effective couplings are already known from the prior art. Thus, CA 2 724 388 A1 discloses a bidirectionally operative coupling with a pair of coupling end elements and a coupling center element, wherein on each of the coupling elements V-shaped recesses are formed, which can engage with each other, and wherein an actuator is provided to engaging the V-shaped recesses of the coupling end members with the V-shaped recesses of the coupling member.

Aus der DE 10 2009 037 618 A1 ist eine bidirektionale Kupplung mit gestaffelten Rol- lenelementen mit zumindest zwei Kupplungsringen bekannt, wobei jeder der Kupplungsringe eine Umfangsfläche und eine Vertiefung aufweist. Die Kupplungsringe bilden einen Kanal aus, wobei in dem Kanal mindestens zwei Rollenelemente angeordnet sind. Dabei werden die Rollenelemente bei einer Verdrehung der Kupplungsringe zueinander derart gegen die Lagerflächen der Kupplungsringe gedrängt, dass ein Drehmoment oder eine Drehbewegung übertragen werden kann. From DE 10 2009 037 618 A1 a bidirectional coupling with staggered roller elements with at least two coupling rings is known, each of the coupling rings having a peripheral surface and a recess. The coupling rings form a channel, wherein in the channel at least two roller elements are arranged. In this case, the roller elements are urged against each other during a rotation of the coupling rings against the bearing surfaces of the coupling rings, that a torque or a rotational movement can be transmitted.

Nachteilig an den bekannten Lösungen ist jedoch, dass die Kupplung in einem eingekuppelten, blockierten Zustand zur Übertragung eines Drehmoments in eine festgelegte Drehrichtung nicht in eine Freilaufposition gebracht werden kann, ohne die Kupplung ein Stück entgegen der festgelegten Drehrichtung zu drehen und somit zu entsperren. Für einige Anwendungsfälle, beispielsweise für eine Berganfahrhilfe, ist es wünschenswert, dies zu überwinden, da ein Fahrer sonst beim Anfahren an einer Steigung stets rückwärts rollen muss, um den blockierten Zustand der Kupplung zu lösen. Aufgabe der Erfindung ist es, eine bidirektional wirksame Kupplung derart weiterzubilden, dass die Kupplung auch bei eingekuppeltem, blockiertem Zustand in eine Freilaufstellung gebracht werden kann, ohne dass eine Umkehr der Drehrichtung notwendig ist. A disadvantage of the known solutions, however, is that the clutch can not be brought into a freewheeling position in a coupled, blocked state for transmitting a torque in a fixed direction without turning the clutch a piece against the specified direction of rotation and thus unlock. For some applications, such as for a Hill Start Assist, it is desirable to overcome this because otherwise a driver must always roll backwards when approaching a grade to release the locked state of the clutch. The object of the invention is to develop a bidirectionally effective coupling such that the clutch can be brought into a freewheeling position even when engaged, blocked state, without a reversal of the direction of rotation is necessary.

Die Aufgabe wird durch eine Kupplung mit einem äußeren Kupplungsring und einem inneren Kupplungsring gelöst, wobei der äußere Kupplungsring und der innere Kupplungsring koaxial zueinander angeordnet sind, wobei zwischen dem äußeren Kupplungsring und dem inneren Kupplungsring ein Ringspalt ausgebildet ist, wobei in dem Ringspalt Klemmkörper zur Übertragung eines Drehmoments zwischen dem äußeren Kupplungsring und dem inneren Kupplungsring angeordnet sind, und wobei der innere Kupplungsring als geschlitzter oder geteilter Ring ausgeführt ist, wobei ein Durchmesser des inneren Kupplungsring entlang der Teilung oder des Schlitzes variabel ist. The object is achieved by a coupling with an outer coupling ring and an inner coupling ring, wherein the outer coupling ring and the inner coupling ring are arranged coaxially to each other, wherein between the outer coupling ring and the inner coupling ring an annular gap is formed, wherein in the annular gap clamping body for transmission a torque between the outer coupling ring and the inner coupling ring are arranged, and wherein the inner coupling ring is designed as a slotted or split ring, wherein a diameter of the inner coupling ring along the pitch or the slot is variable.

Erfindungsgemäß ist es dadurch möglich, den Ringspalt zwischen dem äußerenAccording to the invention it is thereby possible, the annular gap between the outer

Kupplungsring und dem inneren Kupplungsring zu vergrößern oder zu verkleinern und somit die Kupplung unabhängig von der Position der Klemmkörper zu sperren oder zu entsperren. Somit ist keine Verdrehung eines der Kupplungsringe entgegen der Drehrichtung notwendig, um die Kupplung zu entsperren. Durch einen Schlitz oder eine Teilung des inneren Kupplungsrings kann ein Kupplungsring dargestellt werden, welcher durch elastische Verformung seinen Durchmesser reversibel ändern kann und somit zur Anpassung des Durchmessers geeignet ist. To increase or decrease the coupling ring and the inner coupling ring and thus lock or unlock the clutch regardless of the position of the clamp body. Thus, no rotation of one of the coupling rings against the direction of rotation is necessary to unlock the clutch. Through a slot or a division of the inner coupling ring, a coupling ring can be represented, which can change its diameter reversibly by elastic deformation and thus is suitable for adjusting the diameter.

Durch die in den abhängigen Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im unabhängigen Anspruch angegebenen Kupplung möglich. The measures listed in the dependent claims advantageous refinements and improvements of the independent claim are possible coupling.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass der innere Kupplungsring in axialer Richtung der Kupplung konisch ausgebildet ist. Durch eine konische Ausbildung kann durch eine einfache translatorische Bewegung des inneren Kupplungsrings in axialer Richtung der Durchmesser des inneren Kupplungsrings verändert und somit die Kupplung entsprechend gesperrt und entsperrt werden. Besonders vorteilhaft ist dabei, wenn der innere Kupplungsring durch einen elektro- mechanischen oder einen elektrohydraulischen Versteller verschiebbar ist. Durch einen elektromechanischen oder elektrohydraulischen Versteller kann auf einfache Weise eine zur Verstellung notwendige Kraft aufgebracht und eine zumindest teilau- tomatisierte Betätigung der Kupplung realisiert werden. So kann die Kupplung beispielsweise als elektromechanisches Sperrdifferential eingesetzt werden. According to an advantageous embodiment of the invention it is provided that the inner coupling ring is conical in the axial direction of the coupling. By a conical design can be changed by a simple translational movement of the inner coupling ring in the axial direction of the diameter of the inner coupling ring and thus locked and unlocked the clutch accordingly. It is particularly advantageous if the inner coupling ring is displaceable by an electro-mechanical or an electro-hydraulic adjuster. By means of an electromechanical or electrohydraulic phaser, a force necessary for the adjustment can be applied in a simple manner and an at least partially automated actuation of the clutch can be realized. For example, the coupling can be used as an electromechanical locking differential.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Schlitz in dem inneren Kupplungsring Z-förmig oder ansteigend ausgebildet ist. Durch einen entsprechend geformten Schlitz ist eine einfache Anpassung des Durchmessers möglich, ohne dass die Gefahr besteht, dass ein Klemmkörper vollständig in dem Schlitz anliegt und die Funktion der Kupplung stört. According to an advantageous embodiment of the invention it is provided that the slot is formed in the inner coupling ring Z-shaped or rising. By a correspondingly shaped slot, a simple adjustment of the diameter is possible without the risk that a clamping body completely rests in the slot and interferes with the function of the coupling.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass ein Dorn vorgesehen ist, welcher mit dem inneren Kupplungsring in Wirkverbindung steht, wobei der Dorn über Kegelrollen im inneren Kupplungsring gelagert ist. Durch einen Dorn ist ein einfaches Spreizen des inneren Kupplungsrings möglich, wobei die Kegelrollen eine Verdrehung des Dorns gegenüber dem inneren Kupplungsring erlauben. Somit wird die Variabilität der Kupplung gesteigert und die Kupplung kann für ein breiteres Spektrum an Anwendungsfällen genutzt werden. According to an advantageous embodiment of the invention it is provided that a mandrel is provided, which is in operative connection with the inner coupling ring, wherein the mandrel is mounted on tapered rollers in the inner coupling ring. By a mandrel a simple spreading of the inner coupling ring is possible, wherein the tapered rollers allow a rotation of the mandrel relative to the inner coupling ring. Thus, the variability of the clutch is increased and the clutch can be used for a wider range of applications.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Klemmkörper als Kugeln oder Zylinderrollen ausgebildet sind. Dadurch wird ein einfaches Abrollen der Klemmkörper an den Kupplungsringen ermöglicht, was den Verschleiß der Kupp- lung reduziert. Zylinderrollen sind bezüglich ihrer Tragfähigkeit Kugeln zu bevorzugen, da die Zylinderrollen senkrecht zu dem Ringspalt eine näherungsweise linienförmige Kontaktfläche mit den Kupplungsringen aufweisen und somit größere Kräfte und Momente als Kugeln übertragen können, welche näherungsweise punktförmige Kontaktflächen mit den Kupplungsringen aufweisen. Vorzugsweise sind die Klemmkörper in gleichmäßigen Abständen über den Umfang der Kupplungsringe angeordnet, um in allen Einbaulagen eine gleiche Traglast aufnehmen zu können. Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass an dem äußeren Kupplungsring Ausnehmungen zur Aufnahme der Klemmkörper ausgebildet sind. Prinzipiell ist es auch möglich, die Ausnehmungen am inneren Kupplungsring oder an beiden Kupplungsringen vorzusehen, jedoch ist der äußere Kupplungs- ring nicht durch einen Schlitz geschwächt, somit wesentlich biegesteifer und damit verbunden leichter zu bearbeiten als der innere Kupplungsring. Besonders vorteilhaft ist dabei, wenn die Ausnehmungen die Breite des Ringspalts derart erweitern, dass der Ringspalt zumindest an einem Grund der Ausnehmungen breiter als ein Durchmesser der Klemmkörper ist. Somit kann auf einfache Weise ein Freilauf in der Kupp- lung realisiert werden, wobei die Klemmkörper bei einer Verdrehung des äußeren Kupplungsrings zum inneren Kupplungsring an Rampen der Ausnehmungen zum Anliegen kommen und somit eine Übertragung eines Drehmoments ermöglichen. According to an advantageous embodiment, it is provided that the clamping bodies are designed as balls or cylindrical rollers. This allows a simple rolling of the clamping body on the coupling rings, which reduces the wear of the clutch. Cylindrical rollers are to be preferred in terms of their carrying capacity balls, since the cylindrical rollers have an approximately linear contact surface with the coupling rings perpendicular to the annular gap and thus can transmit greater forces and moments than balls, which have approximately punctiform contact surfaces with the coupling rings. Preferably, the clamping body are arranged at uniform intervals over the circumference of the coupling rings to accommodate in all mounting positions an equal load. According to an advantageous embodiment of the invention it is provided that recesses for receiving the clamping body are formed on the outer coupling ring. In principle, it is also possible to provide the recesses on the inner coupling ring or on both coupling rings, but the outer coupling ring is not weakened by a slot, thus considerably more rigid and thus easier to machine than the inner coupling ring. It is particularly advantageous if the recesses extend the width of the annular gap such that the annular gap is wider than a diameter of the clamping body at least at a bottom of the recesses. Thus, a freewheel in the clutch can be realized in a simple manner, wherein the clamping body come into contact with ramps of the recesses in a rotation of the outer coupling ring to the inner coupling ring and thus enable a transmission of torque.

In einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die Klemm- körper durch einen Käfig in dem Ringspalt gehalten werden. Dadurch kann verhindert werden, dass die Klemmkörper bei einer axialen Verschiebung des inneren Kupplungsrings und/oder einer Durchmesserreduzierung des inneren Kupplungsrings aus der Kupplung fallen. Somit sind die Klemmkörper gegen ein Herausfallen aus der Kupplung gesichert. In an advantageous embodiment of the invention it is provided that the clamping body are held by a cage in the annular gap. As a result, it can be prevented that the clamping bodies fall out of the coupling during an axial displacement of the inner coupling ring and / or a reduction in the diameter of the inner coupling ring. Thus, the clamp body are secured against falling out of the clutch.

Weitere bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den übrigen, in den Unteransprüchen genannten Merkmalen. Die verschiedenen in dieser Anmeldung genannten Ausführungsformen der Erfindung sind, sofern im Einzelfall nicht anders ausgeführt, mit Vorteil miteinander kombinierbar. Further preferred embodiments of the invention will become apparent from the remaining, mentioned in the dependent claims characteristics. The various embodiments of the invention mentioned in this application are, unless otherwise stated in the individual case, advantageously combinable with each other.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Dabei sind gleiche Bauteile oder Bauteile mit gleicher Funktion mit denselben Bezugszeichen gekennzeichnet. Es zeigen Embodiments of the invention are explained in more detail in the drawings and in the following description. The same components or components with the same function are identified by the same reference numerals. Show it

Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Kupplung; Fig. 2 eine erfindungsgemäße Kupplung in einer Blockierstellung bei einer Drehbewegung im Uhrzeigersinn; Fig. 1 shows a first embodiment of a coupling according to the invention; 2 shows a coupling according to the invention in a blocking position during a clockwise rotation;

Fig. 3 eine erfindungsgemäße Kupplung in einer Blockierstellung bei einer Drehbe- wegung entgegen dem Uhrzeigersinn; und FIG. 3 shows a coupling according to the invention in a blocking position during a counterclockwise rotation; FIG. and

Fig. 4 ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Kupplung. Fig. 4 shows another embodiment of a coupling according to the invention.

In der Fig. 1 ist eine Kupplung 1 zur Übertragung einer Drehbewegung oder eines Drehmoments gezeigt. Die Kupplung 1 weist einen äußeren Kupplungsring 2 und einen inneren Kupplungsring 3 auf, wobei der äußere Kupplungsring 2 und der innere Kupplungsring 3 koaxial zueinander angeordnet sind. Zwischen dem äußeren Kupplungsring 2 und dem inneren Kupplungsring 3 ist ein Ringspalt 4 ausgebildet. In dem Ringspalt 4 sind Klemmkörper 5 zur Übertragung eines Drehmomentes zwischen dem äußeren Kupplungsring 2 und dem inneren Kupplungsring 3 angeordnet. Die Klemmkörper 5 sind vorzugsweise als Zylinderrollen 10 ausgebildet, können aber auch eine andere Form aufweisen und beispielsweise als Kugeln ausgebildet sein. Der innere Kupplungsring 3 ist als geteilter oder geschlitzter Kupplungsring ausgeführt, wobei ein Durchmesser des inneren Kupplungsrings 3 entlang einer Teilung 6 oder eines Schlit- zes 7 veränderbar und somit variabel ist. Der innere Kupplungsring 3 ist in axialer Richtung konisch ausgebildet, so dass sich der Schlitz 7 im inneren Kupplungsring 3 bei einer axialen Verschiebung in Richtung zur schmaleren Seite schließt und somit der Durchmesser des inneren Kupplungsrings 3 bei einer Verschiebung der konisch zusammenlaufenden Begrenzung reduziert wird. Entsprechend öffnet sich der innere Kupplungsring 3 entlang des Schlitzes 7, wenn er in Richtung der konischen Öffnung verschoben wird, so dass ein für die Klemmkörper 5 tragender Durchmesser des inneren Kupplungsrings 3 zunimmt. Zur Verschiebung des inneren Kupplungsrings 3 ist ein, in den Zeichnungen aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht dargestellter, Versteller vorgesehen, welcher vorzugsweise als elektromechanischer Versteller oder elekt- rohydraulischer Versteller ausgebildet ist. Durch einen solchen Versteller ist es möglich, in kompakter Bauweise die zur Verschiebung des inneren Kupplungsrings 3 notwendigen Kräfte aufzubringen und ein zumindest teilautomatisiertes Schalten der Kupplung 1 zu ermöglichen. Der Schlitz 7 ist Z-förmig ausgebildet, wodurch verhindert wird, dass die Klemmkörper 5 vollständig in dem Schlitz 7 anliegen und es somit zu einem Verklemmen der Kupplung 1 kommen kann. Durch die Z-Form liegen die Zylinderrollen 10 jeweils auf einer ungeschlitzten Fläche des inneren Kupplungsrings 3 auf. Alternativ kann der Schlitz 7 auch umlaufend ansteigend ausgebildet sein, wodurch ebenfalls ein Eindringen der Zylinderrollen 10 in den Schlitz 7 verhindert wird. Anstelle von einem inneren Kupplungsring 3 mit einem Schlitz 7 kann auch ein geteilter innerer Kupplungsring 3, also ein Kupplungsring mit zwei oder mehr Schlitzen 7 vorgesehen sein, welche nach Art eines Federbleches gebogen sind und somit nach außen ge- drückt werden. Auch bei dieser Ausführungsform kann durch eine axiale Verschiebung gegen eine konische Fläche bewirkt werden, dass sich der Durchmesser des inneren Kupplungsrings 3 reduziert oder erweitert. In Fig. 1, a coupling 1 for transmitting a rotary motion or a torque is shown. The coupling 1 has an outer coupling ring 2 and an inner coupling ring 3, wherein the outer coupling ring 2 and the inner coupling ring 3 are arranged coaxially with each other. Between the outer coupling ring 2 and the inner coupling ring 3, an annular gap 4 is formed. In the annular gap 4 clamping body 5 for transmitting torque between the outer coupling ring 2 and the inner coupling ring 3 are arranged. The clamping body 5 are preferably formed as cylindrical rollers 10, but may also have a different shape and be formed, for example, as balls. The inner coupling ring 3 is designed as a split or slotted coupling ring, wherein a diameter of the inner coupling ring 3 along a pitch 6 or a Schlit- 7 is variable and thus variable. The inner coupling ring 3 is conically formed in the axial direction, so that the slot 7 in the inner coupling ring 3 closes with an axial displacement in the direction of the narrower side and thus the diameter of the inner coupling ring 3 is reduced with a displacement of the conically converging boundary. Accordingly, the inner coupling ring 3 opens along the slot 7, when it is displaced in the direction of the conical opening, so that a bearing for the clamping body 5 diameter of the inner coupling ring 3 increases. For displacement of the inner coupling ring 3 is a, not shown in the drawings for reasons of clarity, adjuster provided, which is preferably designed as an electromechanical adjuster or elec- rohydraulischer phaser. By such a stage, it is possible to apply in a compact design necessary for the displacement of the inner coupling ring 3 forces and an at least partially automated switching of To enable clutch 1. The slot 7 is Z-shaped, which prevents the clamping body 5 completely rest in the slot 7 and thus can lead to jamming of the coupling 1. Due to the Z-shape, the cylindrical rollers 10 are in each case on an unslotted surface of the inner coupling ring 3. Alternatively, the slot 7 may be formed circumferentially rising, whereby also a penetration of the cylindrical rollers 10 is prevented in the slot 7. Instead of an inner coupling ring 3 with a slot 7, it is also possible to provide a split inner coupling ring 3, that is to say a coupling ring with two or more slots 7, which are bent in the manner of a spring plate and thus are pressed outwards. Also in this embodiment can be caused by an axial displacement against a conical surface that reduces the diameter of the inner coupling ring 3 or expanded.

Im Inneren des inneren Kupplungsrings 3 ist ein Dorn 8 vorgesehen, welcher in den inneren Kupplungsring 3 eingeführt wird und eine konische Form aufweist. Der Dorn 8 wird durch den Versteller in axialer Richtung verschoben, wobei es durch die konische Form des Dorns 8 zu einem Spreizen des inneren Kupplungsrings 3 und somit zu einer Vergrößerung des Durchmessers des inneren Kupplungsrings 3 führt. Durch eine Verschiebung des Dorns 8 kann die Kupplung 1 geöffnet bzw. geschlossen werden. Durch einen Dorn 8 ist eine robustere Verstellung des Durchmessers des inneren Kupplungsrings 3 möglich, als wenn der Versteller direkt an dem inneren Kupplungsring 3 angreift. Inside the inner coupling ring 3, a mandrel 8 is provided, which is inserted into the inner coupling ring 3 and has a conical shape. The mandrel 8 is displaced in the axial direction by the adjuster, wherein it leads by the conical shape of the mandrel 8 to a spreading of the inner coupling ring 3 and thus to an increase in the diameter of the inner coupling ring 3. By a displacement of the mandrel 8, the clutch 1 can be opened or closed. By a mandrel 8 a more robust adjustment of the diameter of the inner coupling ring 3 is possible, as when the adjuster acts directly on the inner coupling ring 3.

Bei einem eingerückten Dorn 8 ist der Ringspalt 4 zwischen dem inneren Kupplungs- ring 3 und dem äußeren Kupplungsring 2 schmaler als ein Durchmesser der Klemmkörper 5. An dem äußeren Kupplungsring 2 sind daher Ausnehmungen 1 1 vorgesehen, welche die Breite des Ringspalts 4 derart vergrößern, dass der Ringspalt 4 zumindest an einem Grund 12 der Ausnehmungen 1 1 breiter ist als der Durchmesser der Klemmkörper 5. Somit liegen die Klemmkörper 5 in einer Ausgangslage jeweils am Grund 12 der Ausnehmungen 1 1 an, so dass die Klemmkörper 5 vom inneren Kupplungsring 3 in dieser Ausgangslage beabstandet sind. In Fig. 2 ist eine Verdrehung des äußeren Kupplungsrings 2 gegenüber dem inneren Kupplungsring 3 im Uhrzeigersinn dargestellt. Dabei wandern die Klemmkörper 5 entlang von Rampen der Ausnehmungen 1 1 in Richtung des inneren Kupplungsrings 3, bis es zur Anlage der Klemmkörper 5 am inneren Kupplungsring 3 kommt und somit eine Kraftübertragung bzw. eine Drehmomentübertragung möglich ist. Durch ein Ausrücken des Dorns 8 und einer damit verbundenen Reduzierung des Durchmessers des inneren Kupplungsrings 3 kann die Kupplung 1 in eine Freilauf-Position geschaltet werden. Dabei verlieren die Klemmkörper 5 den Kontakt zum inneren Kupplungsring 3 und/oder zum äußeren Kupplungsring 2 und werden durch einen Käfig 13 in ihrer Po- sition gehalten. Dabei ist es nicht notwendig, den äußeren Kupplungsring 2 entgegen dem Uhrzeigersinn zu drehen, um die Kupplung 1 zu entsperren, dies kann ausschließlich durch eine Verringerung des Durchmessers des inneren Kupplungsrings 3 oder durch eine Kombination aus Drehung des äußeren Kupplungsrings 2 entgegen dem Uhrzeigersinn und einer Verringerung des Durchmessers des inneren Kupp- lungsrings 3 erfolgen. Wird der Dorn 8 in die Kupplung 1 eingerückt, so führt dies zu einer Vergrößerung des Durchmessers des inneren Kupplungsrings 3, so dass die Klemmkörper 5 wieder am inneren Kupplungsring 3 anliegen und ein Drehmoment übertragen können. Alternativ zu Ausnehmungen 1 1 am äußeren Kupplungsring 2 können die Ausnehmungen 1 1 auch am inneren Kupplungsring 3 oder an beiden Kupplungsringen 2, 3 vorgesehen sein. In the case of an indented mandrel 8, the annular gap 4 between the inner coupling ring 3 and the outer coupling ring 2 is narrower than a diameter of the clamping bodies 5. On the outer coupling ring 2, therefore, recesses 11 are provided which increase the width of the annular gap 4 in such a way that that the annular gap 4 at least at a base 12 of the recesses 1 1 is wider than the diameter of the clamping body 5. Thus, the clamping body 5 are in a starting position respectively at the bottom 12 of the recesses 1 1, so that the clamping body 5 from the inner coupling ring 3 in This starting position are spaced. In Fig. 2, a rotation of the outer coupling ring 2 relative to the inner coupling ring 3 is shown in a clockwise direction. In this case, the clamping body 5 travel along ramps of the recesses 1 1 in the direction of the inner coupling ring 3, until it comes to rest the clamping body 5 on the inner coupling ring 3 and thus a power transmission or torque transmission is possible. By disengaging the mandrel 8 and an associated reduction in the diameter of the inner coupling ring 3, the coupling 1 can be switched to a freewheeling position. The clamping bodies 5 lose contact with the inner coupling ring 3 and / or the outer coupling ring 2 and are held in their position by a cage 13. It is not necessary to rotate the outer clutch ring 2 counterclockwise to unlock the clutch 1, this can only by reducing the diameter of the inner clutch ring 3 or by a combination of rotation of the outer clutch ring 2 in the counterclockwise direction and a Reduction of the diameter of the inner clutch ring 3 done. If the mandrel 8 is engaged in the coupling 1, this leads to an enlargement of the diameter of the inner coupling ring 3, so that the clamping body 5 rest again on the inner coupling ring 3 and can transmit a torque. As an alternative to recesses 11 on the outer coupling ring 2, the recesses 11 can also be provided on the inner coupling ring 3 or on both coupling rings 2, 3.

In Fig. 3 ist eine weitere Schaltstellung der Kupplung dargestellt, bei der der äußere Kupplungsring 2 entgegen dem Uhrzeigersinn zum inneren Kupplungsring 3 verdreht wurde. Auch hier gelangen die Klemmkörper 5 ausgehend von einer Position am Grund 12 der Ausnehmungen 1 1 entlang der jeweiligen Rampen der Ausnehmung 1 1 in Richtung des inneren Kupplungsrings 3, bis die Klemmkörper 5 am inneren Kupplungsring 3 anliegen. Die Erweiterung und Reduzierung des Durchmessers des inneren Kupplungsrings 3 sowie das damit verbundene Sperren und Entsperren der Kupplung 1 erfolgt analog den Ausführungen zu Fig. 2. In Fig. 3, a further switching position of the clutch is shown, in which the outer coupling ring 2 was rotated counterclockwise to the inner coupling ring 3. Here, too, the clamping body 5, starting from a position on the base 12 of the recesses 1 1 along the respective ramps of the recess 1 1 in the direction of the inner coupling ring 3, until the clamping body 5 abut the inner coupling ring 3. The extension and reduction of the diameter of the inner coupling ring 3 and the associated locking and unlocking of the coupling 1 takes place analogously to the explanations for FIG. 2.

In Fig. 4 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Kupplung 1 dargestellt. Bei weitestgehend gleichem Aufbau wie in dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 wird im Folgenden nur auf die Unterschiede eingegangen. Falls bei man- chen Anwendungsfällen in einem geschlossenen oder gesperrten Zustand der Kupplung 1 notwendig sein sollte, eine relative Verdrehung zwischen dem Dorn 8 und/oder dem inneren Kupplungsring 3 und dem äußeren Kupplungsring 2 zu ermöglichen, können zwischen dem inneren Kupplungsring 3 und dem Dorn Kegelrollen 9 angeord- net sein, über welche der Dorn 8 in dem inneren Kupplungsring 3 gelagert ist. Die Kegelrollen 9 erlauben eine Verdrehung des Dorns 8 gegenüber dem inneren Kupplungsring 3 und können somit die Einsatzmöglichkeiten für eine erfindungsgemäße Kupplung 1 erweitern. 4, a further embodiment of a coupling 1 according to the invention is shown. In largely the same structure as in the embodiment of FIG. 1 will be discussed below only the differences. If chen applications in a closed or locked state of the coupling 1 should be necessary to allow relative rotation between the mandrel 8 and / or the inner coupling ring 3 and the outer coupling ring 2, between the inner coupling ring 3 and the mandrel tapered rollers 9 angeord- be net, via which the mandrel 8 is mounted in the inner coupling ring 3. The tapered rollers 9 allow a rotation of the mandrel 8 relative to the inner coupling ring 3 and thus can expand the possible applications for a coupling 1 according to the invention.

Erfindungsgemäße bidirektional wirksame Kupplungen 1 werden vorzugsweise in der Automobilindustrie eingesetzt und können beispielsweise zur Drehmomentübertragung bei einem zuschaltbaren Allradantrieb verwendet werden. Eine weitere bevorzugte Anwendung einer solchen Kupplung 1 ist die Verwendung in einem Sperrdifferential oder zur Drehzahlsynchronisierung bei einem Schaltgetriebe. Des Weiteren lässt sich durch eine erfindungsgemäße Kupplung 1 eine Berganfahrhilfe realisieren, da zur Entsperrung der Kupplung 1 eine Bewegungsumkehr der zum Kraftschluss zwischen dem äußeren Kupplungsring 2 und dem inneren Kupplungsring 3 notwendigen Drehbewegung nicht mehr notwendig ist. Bidirectionally effective clutches 1 according to the invention are preferably used in the automotive industry and can be used, for example, for torque transmission in a shiftable four-wheel drive. Another preferred application of such a clutch 1 is the use in a limited slip differential or for speed synchronization in a manual transmission. Furthermore, a Hill Start Assist can be realized by a clutch 1 according to the invention, since to unlock the clutch 1, a reversal of motion necessary for the adhesion between the outer clutch ring 2 and the inner clutch ring 3 rotational movement is no longer necessary.

Bezugszeichenliste Kupplung List of Reference Coupling

äußerer Kupplungsring outer coupling ring

innerer Kupplungsring inner coupling ring

Ringspalt annular gap

Klemmkörper clamping bodies

Teilung division

Schlitz slot

Dorn mandrel

Kegelrollen tapered rollers

Zylinderrollen cylindrical rollers

Ausnehmungen recesses

Grund reason

Käfig Cage

Claims

Patentansprüche claims

Kupplung (1 ), umfassend Coupling (1) comprising

- einen äußeren Kupplungsring (2), an outer coupling ring (2),

- einen inneren Kupplungsring (3), wobei - An inner coupling ring (3), wherein

- der äußere Kupplungsring (2) und der innere Kupplungsring (3) koaxial zueinander angeordnet sind, wobei - The outer coupling ring (2) and the inner coupling ring (3) are arranged coaxially with each other, wherein

- zwischen dem äußeren Kupplungsring (2) und dem inneren Kupplungsring (3) ein Ringspalt (4) ausgebildet ist, und wobei - Between the outer coupling ring (2) and the inner coupling ring (3) an annular gap (4) is formed, and wherein

- in dem Ringspalt (4) Klemmkörper (5) zur Übertragung eines Drehmoments zwischen dem äußeren Kupplungsring (2) und dem inneren Kupplungsring (3) angeordnet sind, - in the annular gap (4) clamping body (5) for transmitting a torque between the outer coupling ring (2) and the inner coupling ring (3) are arranged,

dadurch gekennzeichnet, dass characterized in that

- der innere Kupplungsring (3) als geteilter oder geschlitzter Ring ausgeführt ist, wobei ein Durchmesser des inneren Kupplungsrings (3) entlang der Teilung (6) oder des Schlitzes (7) variabel ist. - The inner coupling ring (3) is designed as a split or slotted ring, wherein a diameter of the inner coupling ring (3) along the pitch (6) or the slot (7) is variable.

Kupplung (1 ) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der innere Kupplungsring (3) in axialer Richtung der Kupplung (1 ) konisch ausgebildet ist. Coupling (1) according to claim 1, characterized in that the inner coupling ring (3) in the axial direction of the coupling (1) is conical.

Kupplung (1 ) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine Verjüngung des Durchmessers des inneren Kupplungsrings (3) durch eine axiale Verschiebung des inneren Kupplungsrings (3) erfolgt. Coupling (1) according to claim 1 or 2, characterized in that a tapering of the diameter of the inner coupling ring (3) by an axial displacement of the inner coupling ring (3).

Kupplung (1 ) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der innere Kupplungsring (3) durch einen elektromechanischen oder elektrohydraulischen Versteller verschiebbar ist. Coupling (1) according to claim 3, characterized in that the inner coupling ring (3) is displaceable by an electromechanical or electro-hydraulic adjuster.

Kupplung (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Schlitz (7) Z-förmig oder ansteigend ausgebildet ist. Kupplung (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein Dorn (8) vorgesehen ist, welcher mit dem inneren Kupplungsring (3) in Wirkverbindung steht, wobei der Dorn (8) über Kegelrollen (9) im inneren Kupplungsring (3) gelagert ist. Coupling (1) according to one of claims 1 to 4, characterized in that the slot (7) is Z-shaped or rising. Coupling (1) according to one of claims 1 to 5, characterized in that a mandrel (8) is provided, which is in operative connection with the inner coupling ring (3), wherein the mandrel (8) via tapered rollers (9) in the inner coupling ring (3) is stored.

Kupplung (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Klemmkörper (5) als Kugeln oder Zylinderrollen (10) ausgebildet sind. Coupling (1) according to one of claims 1 to 6, characterized in that the clamping bodies (5) are designed as balls or cylindrical rollers (10).

Kupplung (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass an dem äußeren Kupplungsring (2) Ausnehmungen (1 1 ) zur Aufnahme der Klemmkörper (5) ausgebildet sind. Coupling (1) according to one of claims 1 to 7, characterized in that on the outer coupling ring (2) recesses (1 1) for receiving the clamping body (5) are formed.

Kupplung (1 ) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmungen (1 1 ) die Breite des Ringspalts (4) derart erweitern, dass der Ringspalt (4) zumindest an einem Grund (12) der Ausnehmungen (1 1 ) breiter als ein Durchmesser der Klemmkörper (5) ist. Coupling (1) according to claim 8, characterized in that the recesses (1 1) extend the width of the annular gap (4) such that the annular gap (4) at least at a bottom (12) of the recesses (1 1) wider than a Diameter of the clamping body (5).

Kupplung (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Klemmkörper (5) durch einen Käfig (13) in dem Ringspalt (4) gehalten werden. Coupling (1) according to one of claims 1 to 9, characterized in that the clamping body (5) by a cage (13) in the annular gap (4) are held.