DE-102024132474-A1 - Schaltbarer Freilauf zum Einsatz in einem Antriebstrang, Kraftfahrzeug-Antriebsstrang mit dem schaltbaren Freilauf, Verfahren zum Schalten des Freilaufs

Abstract

Die Erfindung betrifft einen schaltbarer Freilauf (1) zum Einsatz in einem Antriebstrang (16) mit einem Rampenring (2) auf dessen Rampen (3) in einem Käfig (4) geführte Wälzkörper (5) abrollbar angeordnet sind, wobei ein Zusatzring (6) konzentrisch zu sowohl dem Rampenring (2) als auch dem Käfig (4) vorhanden ist, um eine Zusatzkontaktfläche für die Wälzkörper (5) zu stellen, wobei über zumindest eine am Rampenring (2) befestigte Feder (7) eine Positionsbestimmung des Rampenrings (2) zum Käfig (4) und zum Zusatzring (6) getroffen ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Käfig (4) und die Feder (7) ein Feder-Masse-System bestimmen, dass so ausgelegt ist, dass im Betrieb in Abhängigkeit von einer Verstellgeschwindigkeit des Rampenrings (2) eine Schaltung des Freilaufs (1) erzwungen wird. Die Erfindung betritt auch einen Kraftfahrzeug-Antriebsstrang (16) mit einem solchen schaltbaren Freilauf. Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Schalten eines solchen Freilaufs.

Inventors

• Andreas Kinigadner
• Tony Zeiss

Assignees

• Schaeffler Technologies AG & Co. KG

Dates

Publication Date

20260507

Application Date

20241107

Claims (10)

1. Schaltbarer Freilauf (1) zum Einsatz in einem Antriebstrang (16) mit einem Rampenring (2) auf dessen Rampen (3) in einem Käfig (4) geführte Wälzkörper (5) abrollbar angeordnet sind, wobei ein Zusatzring (6) konzentrisch zu sowohl dem Rampenring (2) als auch dem Käfig (4) vorhanden ist, um eine Zusatzkontaktfläche für die Wälzkörper (5) zu stellen, wobei über zumindest eine am Rampenring (2) befestigte Feder (7) eine Positionsbestimmung des Rampenrings (2) zum Käfig (4) und zum Zusatzring (6) getroffen ist, dadurch gekennzeichnet , dass der Käfig (4) und die Feder (7) ein Feder-Masse-System bestimmen, dass so ausgelegt ist, dass im Betrieb in Abhängigkeit von einer Verstellgeschwindigkeit des Rampenrings (2) eine Schaltung des Freilaufs (1) erzwungen wird.
2. Freilauf nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet , dass die Feder (7) zumindest einen Umgriff (9) oder zwei Umgriffe (9) aufweist, die am Rampenring (2) angreifen.
3. Freilauf nach Anspruch 1 oder 2 , dadurch gekennzeichnet , dass kein Aktuator zum Drehbewegen Käfigs (4) eingesetzt werden.
4. Freilauf nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , dass die Feder (7) zumindest einen Vorsprung (11) oder zwei Vorsprünge (11) des Käfigs (4) umgreift.
5. Freilauf nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , dass der Rampenring (2) als Innenring (12) oder als Außenring (13) ausgebildet ist.
6. Freilauf nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , dass der Zusatzring (6) als Außenring (13) oder Innenring (12) ausgebildet ist.
7. Freilauf nach Anspruch 5 oder 6 , dadurch gekennzeichnet , dass der Käfig (4) als Zwischenring (14) zwischen dem Innen (12) und dem Außenring (13) ausgebildet ist.
8. Freilauf nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , dass der Rampenring (2) direkt mit einer Rotorwelle eines Elektromotors (17) verbunden ist und/oder der Zusatzring (6) mit einer Zwischenwelle (18) verbunden ist und/oder vor dem Rampenring (2) und/oder nach dem Zusatzring (6) ein Torsionsschwingungsdämpfer und/oder eine Rutschkupplung zur Dämpfung von ruckartigen Stoßbelastungen angeordnet sind.
9. Kraftfahrzeug-Antriebsstrang (16) mit dem schaltbaren Freilauf (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8 , wobei ein Elektromotor (17) mit dem Rampenring (2) verbunden ist, der Zusatzring (6) mit der Zwischenwelle (18) verbunden ist und die Zwischenwelle (18) mit einem Differentialgetriebe (19) verbunden ist.
10. Verfahren zum Schalten des Freilaufs (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8 , wobei ein Elektromotor (17) gezielt so stark beschleunigt wird, dass ein Schalten des Freilaufs bewirkt wird.

Description

Die Erfindung betrifft einen schaltbaren Freilauf zum Einsatz in einem Antriebstrang mit einem Rampenring auf dessen Rampen in einem Käfig geführte Wälzkörper abrollbar angeordnet sind, wobei ein Zusatzring konzentrisch zu sowohl dem Rampenring als auch dem Käfig vorhanden ist, um eine Zusatzkontaktfläche für die Wälzkörper zu stellen, wobei über zumindest eine am Rampenring befestigte Feder eine Positionsbestimmung des Rampenrings zum Käfig und zum Zusatzring getroffen ist, einen Kraftfahrzeugantriebsstrang mit einem solchen schaltbaren Freilauf sowie ein Verfahren zum Schalten eines solchen Freilaufs. Freiläufe für Antriebsstränge sind aus dem Stand der Technik grundsätzlich bekannt. Der Freilauf dient dabei der Entkopplung zweier rotierender Wellen und ermöglicht einer Welle sich unabhängig von der anderen Welle zu drehen, wenn diese langsamer wird oder stoppt. In diesem Zusammenhang gibt es auch schaltbare Freiläufe, die die Möglichkeit der Richtung des Freilaufs vorgeben können. Hierzu sind in der Regel mechanische Aktuatoren notwendig. Diese sind in der Regel kostspielig und aufwändig. In diesem Zusammenhang hat sich nun herausgestellt, dass ein Bedarf besteht, einen Freilauf zum Einsatz in einem Antriebsstrang bereitzustellen, insbesondere besteht ein Bedarf, einen verbesserten Freilauf zum Einsatz in einem Antriebsstrang bereitzustellen. Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die oben beschriebenen Nachteile bei Freiläufen zum Einsatz in einem Antriebsstrang zu beheben oder zumindest teilweise zu beheben. Insbesondere ist es Aufgabe der Erfindung, einen verbesserten Freilauf zum Einsatz in einem Antriebsstrang bereitzustellen. Diese Aufgabe wird bei einem gattungsgemäßen Freilauf erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass der Käfig und die Feder ein Feder-Masse-System bestimmen, dass so ausgelegt ist, dass im Betrieb in Abhängigkeit von einer Verstellgeschwindigkeit des Rampenrings eine Schaltung des Freilaufs erzwungen wird. Insbesondere wird die Aufgabe durch einen Freilauf mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 1 gelöst. Ferner wird die Aufgabe durch einen Kraftfahrzeug-Antriebsstrang mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 9, sowie durch ein Verfahren zum Schalten einen solchen Freilaufs mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 10. Dabei gelten Merkmale, die im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Freilauf offenbart werden, selbstverständlich auch im Zusammenhang dem erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugantriebsstrang und dem erfindungsgemäßen Verfahren und jeweils umgekehrt, sodass bezüglich der Offenbarung zu den einzelnen Erfindungsaspekten stets wechselseitig Bezug genommen wird beziehungsweise werden kann. Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein schaltbarer Freilauf zum Einsatz in einem Antriebstrang bereitgestellt, mit einem Rampenring auf dessen Rampen in einem Käfig geführte Wälzkörper abrollbar angeordnet sind, wobei ein Zusatzring konzentrisch zu sowohl dem Rampenring als auch dem Käfig vorhanden ist, um eine Zusatzkontaktfläche für die Wälzkörper zu stellen, wobei über zumindest eine am Rampenring befestigte Feder eine Positionsbestimmung des Rampenrings zum Käfig und zum Zusatzring getroffen ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Käfig und die Feder ein Feder-Masse-System bestimmen, dass so ausgelegt ist, dass im Betrieb in Abhängigkeit von einer Verstellgeschwindigkeit des Rampenrings eine Schaltung des Freilaufs erzwungen wird. Der Begriff Antriebsstrang meint vorliegend ein Baugruppe, die eingerichtet ist, die Kraft eines Motors auf die Räder zu übertragen. Der Antriebstrang umfasst dabei unter anderem einen Elektromotor, Zwischenwelle. Vorzugsweise umfasst der Antriebstrang ein Differentialgetriebe. Der Begriff Rampenring meint vorliegend insbesondere einen strukturellen Ring mit zumindest einer Rampe. Der Rampenring kann ein Innenring eines Freilaufs sein. Der Rampenring kann ein Außenring eines Freilaufs sein. Der Begriff Rampe meint einen strukturellen Vorsprung, der eingerichtet ist, sich mit einem Wälzkörper bei Aufbringung einer Klemmkraft zu verklemmen. Die einzelnen Rampen können dabei unterschiedliche Verläufe aufweisen. Sie können unterschiedlich breit sein und axial versetzt oder fluchten angeordnet sein. Der Begriff Wälzkörper meint vorliegend ein strukturelles Element, das eine Drehbewegung zwischen Rampenring und Zusatzring ermöglicht. Der Wälzkörper kann eines oder mehr folgenden umfassen: Kugel, Zylinderrolle, Kegelrolle, Nadel. Die Wälzkörper werden vorliegend in einem Käfig geführt. Die Wälzkörper können im Käfig durch eine weitere Feder angefedert werden, die gleich oder entgegenwirkend auf den Wälzkörper drücken oder ziehen. Der Wälzkörper kann sich verklemmen. Der Begriff Zusatzring meint vorliegend insbesondere einen Außenring. Der Zusatzring kann insbesondere mit einer Zwischenwelle verbunden sein. Die Feder kann sich vorwiegend aus einer Feder oder mehreren Federn zusammensetzen Diese kann am Käfig befestigt sein oder am