DE102008017616B4

DE102008017616B4 - Overrunning clutch and clutch assembly with overrunning clutch

Info

Publication number: DE102008017616B4
Application number: DE200810017616
Authority: DE
Inventors: Dipl.-Ing. Miebach Sascha; Dipl.-Ing. Gaßmann Theodor
Original assignee: GKN Driveline International GmbH
Current assignee: GKN Automotive Ltd
Priority date: 2008-04-04
Filing date: 2008-04-04
Publication date: 2014-01-23
Anticipated expiration: 2028-04-05
Also published as: DE102008017616A1

Abstract

Freilaufkupplung (2) mit einer Drehachse A umfassend einen zur Drehachse A koaxialen Außenring (3) als Eingang, wobei der Außenring (3) eine Innenfläche (19) mit mehreren umfangsverteilten ersten und zweiten Rampen (17, 18) aufweist, die jeweils gemeinsam ein Paar bilden; einen zum Außenring (3) koaxialen Innenring (4) als Ausgang, wobei der Innenring (4) eine zylindrische Außenfläche (22) aufweist; einen abbremsbaren Käfig (5) der koaxial zwischen dem Außenring (3) und dem Innenring (4) angeordnet ist und der mehrere umfangsverteilte Durchbrüche (6) aufweist; Klemmkörper (7, 8), die in den Durchbrüchen (6) des Käfigs (5) zwischen dem Außenring (3) und dem Innenring (4) gehalten sind; wobei die Freilaufkupplung (2) bei Antrieb in beide Drehrichtungen sperrt, wenn der Außenring (3) schneller dreht als der Innenring (4), und freischaltet, wenn der Innenring (4) schneller dreht als der Außenring (3); dadurch gekennzeichnet, daß in jedem der Durchbrüche (6) genau zwei Klemmkörper (7, 8) aufgenommen sind.Overrunning clutch (2) with an axis of rotation A comprising an outer ring (3) coaxial with the axis of rotation A as an input, the outer ring (3) having an inner surface (19) with several circumferentially distributed first and second ramps (17, 18), each of which is a joint Pair up; an inner ring (4) coaxial with the outer ring (3) as an outlet, the inner ring (4) having a cylindrical outer surface (22); a brakable cage (5) which is arranged coaxially between the outer ring (3) and the inner ring (4) and which has several circumferentially distributed openings (6); Clamping bodies (7, 8) which are held in the openings (6) of the cage (5) between the outer ring (3) and the inner ring (4); wherein the overrunning clutch (2) locks when driven in both directions of rotation when the outer ring (3) rotates faster than the inner ring (4), and disengages when the inner ring (4) rotates faster than the outer ring (3); characterized in that exactly two clamping bodies (7, 8) are received in each of the openings (6).

Description

Die Erfindung betrifft eine Freilaufkupplung sowie eine Kupplungsanordnung mit einer solchen Freilaufkupplung und einer Viscokupplung, insbesondere für den Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs.The invention relates to an overrunning clutch and a clutch assembly having such a one-way clutch and a viscous coupling, in particular for the drive train of a motor vehicle.

Viscokupplungen, die auch als Flüssigkeitsreibungskupplungen bezeichnet werden, kommen beispielsweise in Antriebssträngen mit einer permanent angetriebenen ersten Achse (z. B. Vorderachse) und einer bedarfsweise angetriebenen zweiten Antriebsachse (z. B. Hinterachse) zum Einsatz. Bei auftretender Drehzahldifferenz zwischen den beiden Achsen überträgt die Viscokupplung ein Drehmoment von der ersten auf die zweite Achse. Hierfür umfaßt die Viscokupplung zwei relativ zueinander um eine gemeinsame Drehachse drehbare Kupplungsteile, die einen mit hochviskoser Flüssigkeit gefüllten Ringraum bilden. In dem Ringraum sind erste Kupplungslamellen, die mit dem einen der beiden Kupplungsteile drehfest verbunden sind, und zweite Kupplungslamellen, die mit dem zweiten der beiden Kupplungsteile verbunden sind, in Längsrichtung abwechselnd zueinander angeordnet.Viscous clutches, which are also referred to as fluid friction clutches, are used, for example, in drive trains with a permanently driven first axle (eg front axle) and a second drive axle (eg rear axle) driven as required. When occurring speed difference between the two axes, the viscous coupling transmits a torque from the first to the second axis. For this purpose, the viscous coupling comprises two coupling parts which are rotatable relative to one another about a common axis of rotation and which form a ring space filled with highly viscous liquid. In the annular space are first clutch plates, which are rotatably connected to the one of the two coupling parts, and second clutch plates, which are connected to the second of the two coupling parts, arranged alternately to one another in the longitudinal direction.

Um beim Bremsen des Kraftfahrzeugs zu verhindern, daß ein Drehmoment von der bedarfsweise angetriebenen zweiten Achse auf die permanent angetriebene erste Achse übertragen wird, bzw. umgekehrt, ein Bremsmoment von der ersten auf die zweite Achse, ist eine Freilaufkupplung vorgesehen. Die Freilaufkupplung unterbricht die Drehmomentübertragung zwischen den beiden Achsen und erlaubt damit unterschiedliche Drehzahlen der beiden Achsen. Auf diese Weise kann die Hinterachse beim Bremsen des Kraftfahrzeugs die Vorderachse überholen, so daß die Fahrstabilität des Kraftfahrzeugs gewährleistet ist.In order to prevent the braking of the motor vehicle that a torque is transmitted from the second axis driven as needed to the permanently driven first axis, or vice versa, a braking torque from the first to the second axis, an overrunning clutch is provided. The overrunning clutch interrupts the torque transmission between the two axles and thus allows different speeds of rotation of the two axles. In this way, the rear axle when braking the motor vehicle overtake the front axle, so that the driving stability of the motor vehicle is ensured.

Die US 4 076 108 A zeigt eine Freilaufkupplung mit einem abbremsbaren Käfig, in dem in jedem Durchbruch genau ein Klemmkörper einsitzt. Die Drehmomentübertragung der Freilaufkupplung erfolgt von dem Innenring auf den Außenring, wobei die Freilaufkupplung sperrt, wenn der Innenring schneller dreht als der Außenring und freischaltet, wenn der Außenring schneller dreht als der Innenring.The US 4 076 108 A shows an overrunning clutch with a braked cage in which exactly one clamping body is seated in each breakthrough. The torque transmission of the one-way clutch is from the inner ring to the outer ring, wherein the overrunning clutch locks when the inner ring rotates faster than the outer ring and unlocks when the outer ring rotates faster than the inner ring.

Die DE 850 100 B zeigt einen unidirektionalen Freilauf, bei dem eine Drehmomentübertragung von dem Außenring auf den Innenring erfolgt, sofern der Außenring in einer Drehrichtung schneller dreht als der Innenring. In Ausnehmungen auf dem Innenumfang des Außenrings sind jeweils ein Klemmkörper und ein Gegengewicht gehalten.The DE 850 100 B shows a unidirectional freewheel, in which a torque transmission from the outer ring takes place on the inner ring, provided that the outer ring rotates faster in one direction than the inner ring. In recesses on the inner circumference of the outer ring in each case a clamping body and a counterweight are held.

Aus der DE 10 2007 023 508 A1 ist eine Kupplungsanordnung mit einer Viscokupplung und einer Freilaufkupplung bekannt. Die Freilaufkupplung umfaßt einen Innenring und einen Außenring, sowie Klemmkörper, die in einem abbremsbaren Käfig zwischen dem Innenring und dem Außenring gehalten sind. Dabei werden die Klemmkörper durch den Käfig positioniert, der gegenüber einem stehenden Bauteil abgebremst wird.From the DE 10 2007 023 508 A1 a clutch assembly with a viscous coupling and a one-way clutch is known. The freewheel clutch comprises an inner ring and an outer ring, and clamping bodies which are held in a brakable cage between the inner ring and the outer ring. The clamp bodies are positioned by the cage, which is braked against a stationary component.

Bei hohen Drehzahlen der Freilaufkupplung muß der Käfig größere Kräfte aufbringen, um das Positionieren der Klemmkörper gegenüber den Anlaufflächen zu gewährleisten. Dabei steigt die Reibenergie überproportional mit der Drehzahl an, was zu hohen Reibmomenten und damit Reibverlusten führt und zu einer eingeschränkten Funktionalität der Kupplung führen kann, da die Klemmkörper nicht mehr in der gewünschten Position gehalten werden.At high speeds of the overrunning clutch of the cage must apply greater forces to ensure the positioning of the clamp body against the contact surfaces. The friction energy increases disproportionately with the speed, which leads to high friction moments and thus friction losses and can lead to a limited functionality of the clutch, since the clamp bodies are no longer held in the desired position.

Hiervon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Freilauf für eine Kupplungsanordnung vorzuschlagen, bei der das erforderliche Reibmoment zur Positionierung des Käfigs, und damit die Verlustleistung, gering ist und der auch bei hohen Drehzahlen eine uneingeschränkte Funktionstüchtigkeit gewährleistet. Die Aufgabe besteht weiter darin, eine Kupplungsanordnung mit einem solchen Freilauf vorzuschlagen.Proceeding from this, the present invention seeks to propose a freewheel for a clutch assembly in which the required friction torque for positioning of the cage, and thus the power loss, is low and ensures unrestricted functionality even at high speeds. The object is further to propose a clutch assembly with such a freewheel.

Die Lösung der obengenannten Aufgabe besteht in einer Freilaufkupplung mit einer Drehachse A umfassend einen zur Drehachse A koaxialen Außenring als Eingang, wobei der Außenring eine Innenfläche mit mehreren umfangsverteilten ersten und zweiten Rampen aufweist, die jeweils gemeinsam ein Paar bilden; einen zum Außenring koaxialen Innenring als Ausgang, wobei der Innenring eine zylindrische Außenfläche aufweist; einen abbremsbaren Käfig der koaxial zwischen dem Außenring und dem Innenring angeordnet ist und der mehrere umfangsverteilte Durchbrüche aufweist; Klemmkörper, die in den Durchbrüchen des Käfigs zwischen dem Außenring und dem Innenring gehalten sind; wobei die Freilaufkupplung bei Antrieb in beide Drehrichtungen sperrt, wenn der Außenring schneller dreht als der Innenring, und freischaltet, wenn der Innenring schneller dreht als der Außenring; wobei in jedem der Durchbrüche genau zwei Klemmkörper aufgenommen sind.The solution to the above object consists in an overrunning clutch having a rotation axis A comprising an outer ring coaxial with the axis of rotation A as an input, wherein the outer ring has an inner surface with a plurality of circumferentially distributed first and second ramps, which together form a pair; an outer ring coaxial with the inner ring as an output, wherein the inner ring has a cylindrical outer surface; a retractable cage coaxially disposed between the outer ring and the inner ring and having a plurality of circumferentially distributed apertures; Clamping elements, which are held in the openings of the cage between the outer ring and the inner ring; wherein the one-way clutch locks when driven in both directions of rotation when the outer ring rotates faster than the inner ring, and unlocks when the inner ring rotates faster than the outer ring; wherein exactly two clamping bodies are accommodated in each of the openings.

Die erfindungsgemäße Freilaufkupplung mit zwei Klemmkörpern je Tasche hat den Vorteil, daß der jeweils für die Sperrung der Freilaufkupplung dienende Klemmkörper auch bei hohen Drehzahlen richtig positioniert ist. Auf diese Weise sind die Reaktionszeiten zum Sperren der Freilaufkupplung kurz, das heißt die Kupplung sperrt sofort, wenn der Außenring schneller dreht als der Innenring. Diese Positionierung wird dadurch bewerkstelligt, daß der eine der beiden Klemmkörper aufgrund der Fliehkräfte den anderen Klemmkörper in Umfangsrichtung gegen die Außenfläche des Innenrings und die Innenfläche des Außenrings beaufschlagt. Ein weiterer Vorteil liegt darin, daß für die Positionierung des zur Sperrung dienenden Klemmkörpers nur geringe Vorspannkräfte am Käfig notwendig sind, so daß die Verlustleistungen, die aufgrund von Reibkräften entstehen, gering gehalten werden.The one-way clutch according to the invention with two sprags per bag has the advantage that each serving for blocking the overrunning clutch body is properly positioned even at high speeds. In this way, the reaction times to lock the one-way clutch are short, that is, the clutch locks immediately when the outer ring rotates faster than the inner ring. This positioning is accomplished by one of the two clamping body acts on the other clamping body in the circumferential direction against the outer surface of the inner ring and the inner surface of the outer ring due to the centrifugal forces. Another Advantage is that only small biasing forces on the cage are necessary for the positioning of the blocking body serving for blocking, so that the power losses resulting from frictional forces are kept low.

Es ist vorgesehen, daß der Außenring eine Innenfläche mit mehreren umfangsverteilten Rampen aufweist und, daß der Innenring eine zylindrische Außenfläche aufweist. Jeweils ein Rampenpaar, das eine erste Rampe und eine zweite Rampe aufweist, bildet eine Ausnehmung, in der jeweils zwei Klemmkörper gemeinsam aufgenommen sind. Die Rampen eines Rampenpaares sind so gestaltet, daß jeweils einer der Klemmkörper, je nach Drehrichtung des Innenrings bzw. Außenrings, nach radial außen wandert und den anderen Klemmkörper somit in Umfangsrichtung gegen die Innenfläche des Außenrings und die Außenfläche des Innenrings beaufschlagt. Insgesamt sind mehrere Rampenpaare über den Umfang verteilt angeordnet, wobei die Rampen im Querschnitt betrachtet wellenartig gestaltet sind.It is envisaged that the outer ring has an inner surface with a plurality of circumferentially distributed ramps and that the inner ring has a cylindrical outer surface. In each case a pair of ramps, which has a first ramp and a second ramp, forms a recess in which two clamping bodies are accommodated in common. The ramps of a pair of ramps are designed so that in each case one of the clamping body, depending on the direction of rotation of the inner ring or outer ring, moves radially outward and thus urges the other clamping body in the circumferential direction against the inner surface of the outer ring and the outer surface of the inner ring. Overall, a plurality of pairs of ramps are arranged distributed over the circumference, wherein the ramps are designed wave-like viewed in cross-section.

Zwischen einem ersten Radialstrahl durch die Achse des ersten Klemmkörpers und die Drehachse einerseits und einer ersten Normalen durch die Achse des ersten Klemmkörpers und den Kontaktpunkt zur Anlagefläche der ersten Rampe andererseits ein erster Winkel gebildet; und zwischen einem zweiten Radialstrahl durch die Achse des zweiten Klemmkörpers und die Drehachse einerseits und einer zweiten Normalen durch die Achse des zweiten Klemmkörpers und den Kontaktpunkt zur Anlagefläche der zweiten Rampe andererseits ist ein zweiter Winkel gebildet. Dabei sind die beiden Anlageflächen der ersten und zweiten Rampen vorzugsweise derart gestaltet, daß, beim Wandern des ersten Klemmkörpers entlang der ersten Anlagefläche nach radial außen, der erste Winkel größer wird und der zweite Winkel kleiner, und umgekehrt daß, beim Wandern des zweiten Klemmkörpers entlang der zweiten Anlagefläche nach radial außen, der zweite Winkel größer wird und der erste Winkel kleiner. So wird gewährleistet, daß bei steigender Drehzahl und damit zunehmenden Fliehkräften auf den radial äußeren Klemmkörper dieser eine steigende in Umfangsrichtung wirkende Druckkraft auf den radial inneren Klemmkörper ausübt. Dies bewirkt eine korrekte Positionierung des für die Sperrung dienenden inneren Klemmkörpers an der Außenfläche des Innenrings bzw. der Innenfläche des Außenrings der Freilaufkupplung.Between a first radial beam through the axis of the first clamping body and the axis of rotation on the one hand and a first normal through the axis of the first clamping body and the contact point to the contact surface of the first ramp on the other hand formed a first angle; and between a second radial beam through the axis of the second clamping body and the axis of rotation on the one hand and a second normal through the axis of the second clamping body and the contact point to the contact surface of the second ramp on the other hand, a second angle is formed. The two contact surfaces of the first and second ramps are preferably designed such that, when moving the first clamping body along the first contact surface radially outward, the first angle is greater and the second angle smaller, and vice versa that, during the migration of the second clamping body along the second contact surface radially outward, the second angle is larger and the first angle smaller. This ensures that with increasing speed and thus increasing centrifugal forces on the radially outer clamping body this exerts an increasing force acting in the circumferential direction compressive force on the radially inner clamping body. This causes a correct positioning of the inner clamping body serving for blocking on the outer surface of the inner ring or the inner surface of the outer ring of the one-way clutch.

In Konkretisierung schließen die erste und die zweite Rampe im Querschnitt jeweils einen Scheitelpunkt ein. Dabei können die Rampen bis zum Scheitelpunkt gerade gestaltet sein, das heißt eine dachförmige Kontur aufweisen, oder abgerundet. Vorzugsweise sind die beiden Rampen, im Querschnitt betrachtet, symmetrisch zu einer Geraden durch die Drehachse der Freilaufkupplung und den Scheitelpunkt der beiden Rampen. Ein besonders günstiges Verhalten für das Öffnen und Schließen der Freilaufkupplung ergibt sich, wenn die Rampen mit einer Tangente an eine innenzylindrische Grundfläche des Außenrings einen Winkel einschließen. Vorzugsweise sind die Klemmkörper in Form von Zylinderrollen gestaltet, die einen Linienkontakt mit dem Innenring bzw. dem Außenring der Freilaufkupplung haben. Es ist jedoch auch die Verwendung von Kugeln als Klemmkörpern denkbar, die einen Punktkontakt mit der jeweiligen Gegenfläche bilden, oder von Paßsteinen, die einen Flächenkontakt bilden würden.In concrete terms, the first and the second ramp each include a vertex in cross-section. In this case, the ramps can be designed straight to the apex, that is, have a roof-shaped contour, or rounded. Preferably, the two ramps, viewed in cross section, are symmetrical to a straight line through the axis of rotation of the overrunning clutch and the vertex of the two ramps. A particularly favorable behavior for the opening and closing of the one-way clutch is obtained when the ramps form an angle with a tangent to an inner cylindrical base surface of the outer ring. Preferably, the clamping bodies are designed in the form of cylindrical rollers, which have a line contact with the inner ring or the outer ring of the one-way clutch. However, it is also the use of balls as clamping bodies conceivable that form a point contact with the respective mating surface, or of passports, which would form a surface contact.

Nach einer bevorzugten Ausgestaltung sind Bremsmittel zum Abbremsen des Käfigs gegenüber einem stehenden Bauteil vorgesehen. Die Bremsmittel umfassen vorzugsweise mehrere Reibschuhe, die auf dem stehenden Bauteil unter radialer Vorspannung aufsitzen und mit dem Käfig drehfest verbunden sind. Als stehendes Bauteil kommt beispielsweise der Hülsenansatz eines Aggregatgehäuses in Frage, dem die Freilaufkupplung vorgeschaltet ist. Die radiale Vorspannung wird beispielsweise durch Federmittel erreicht, die über die Reibschuhe gezogen sind und diese nach radial innen beaufschlagen. Die Reibschuhe bewirken ein Zurückhalten des Käfigs, so daß die Klemmkörper gegenüber dem langsamer drehenden Außenring zurückgehalten werden, so daß dieser den Innenring überlaufen kann. Tritt ein Fahrzustand ein, bei dem der Außenring schneller dreht als der Innenring, werden die radial innenliegenden Klemmkörper unmittelbar eingeklemmt, so daß ein Drehmoment zwischen dem Außenring und dem Innenring übertragen wird.According to a preferred embodiment, braking means are provided for braking the cage relative to a stationary component. The brake means preferably comprise a plurality of friction shoes, which are seated on the stationary component under radial prestress and are rotatably connected to the cage. As a stationary component, for example, the sleeve approach of an aggregate housing in question, the overrunning clutch is connected upstream. The radial bias is achieved for example by spring means, which are pulled over the friction shoes and apply them radially inward. The friction shoes cause retention of the cage, so that the clamping body against the slower rotating outer ring are retained, so that it can overflow the inner ring. If a driving state occurs, in which the outer ring rotates faster than the inner ring, the radially inner clamping body are clamped directly, so that a torque between the outer ring and the inner ring is transmitted.

Die Lösung der obengenannten Aufgabe besteht weiter in einer Kupplungsanordnung, insbesondere zum Einsatz im Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs, umfassend eine erfindungsgemäße Freilaufkupplung nach einer der obigen Ausgestaltungen sowie eine Viscokupplung mit einem um eine Drehachse A drehbaren Außenlamellenträger, mit dem Außenlamellen drehfest verbunden sind, und einem relativ zum Außenlamellenträger um die Drehachse A drehbaren Innenlamellenträger, mit dem Innenlamellen drehfest verbunden sind, wobei zwischen dem Außenlamellenträger und dem Innenlamellenträger ein mit hochviskoser Flüssigkeit gefüllter Ringraum gebildet ist, in dem die Außenlamellen und die Innenlamellen angeordnet sind; wobei einer der Trägerelemente der Viscokupplung, nämlich der Außenlamellenträger oder der Innenlamellenträger, mit dem Außenring der Freilaufkupplung fest verbunden ist.The solution of the above object is further in a clutch assembly, in particular for use in the drive train of a motor vehicle, comprising an inventive one-way clutch according to one of the above embodiments and a viscous coupling with a rotatable about a rotation axis A outer disk carrier, are rotatably connected to the outer disks, and a relative to the outer disk carrier about the rotational axis A rotatable inner disk carrier, are rotatably connected to the inner disk, wherein between the outer disk carrier and the inner disk carrier filled with highly viscous liquid annular space is formed, in which the outer disks and the inner disks are arranged; wherein one of the support elements of the viscous coupling, namely the outer disk carrier or the inner disk carrier, is fixedly connected to the outer ring of the one-way clutch.

Diese Kupplungsanordnung bietet dieselben Vorteile, wie sie im Zusammenhang mit der Freilaufkupplung genannt worden sind, nämlich insbesondere eine richtige Positionierung der für die Sperrung der Freilaufkupplung vorgesehenen Klemmkörper auch bei hohen Drehzahlen. Hieraus ergibt sich eine kurze Reaktionszeit für das Öffnen der Viscokupplung, so daß die Antriebsstränge im Bedarfsfall schnell voneinander entkoppelt werden. Ferner sind für die Positionierung der zur Sperrung dienenden Klemmkörper nur geringe Vorspannkräfte am Käfig notwendig, so daß die Verlustleistungen der Kupplungsanordnung insgesamt gering sind.This clutch assembly offers the same advantages as they have been mentioned in connection with the one-way clutch, namely in particular a correct positioning of the intended for the blocking of the one-way clutch clamping body, even at high speeds. It follows a short reaction time for opening the viscous coupling, so that the drive trains are quickly decoupled from each other if necessary. Furthermore, only small biasing forces on the cage are necessary for the positioning of the blocking body serving for blocking, so that the power losses of the clutch assembly are low overall.

Nach einer bevorzugten Ausgestaltung sind der Außenlamellenträger der Viscokupplung als Eingang und der Innenlamellenträger als Ausgang gestaltet, wobei der Innenlamellenträger mit dem Außenring der Freilaufkupplung fest verbunden ist. Ein axial besonders kompakter Aufbau wird erreicht, wenn die Freilaufkupplung radial innerhalb der Viscokupplung angeordnet ist. Damit läßt sich die Kupplungsanordnung leicht in den Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs integrieren, beispielsweise als einem Hinterachsdifferential vorgeschaltete Baueinheit. Der Außenring der Freilaufkupplung ist gegenüber dem Innenring mittels Lagermitteln drehbar gelagert, die vorzugsweise axial benachbart zu den Klemmkörpern der Freilaufkupplung angeordnet sind. So werden zwischen dem Außenring und dem Innenring wirkende Kippmomente gut abgestützt.According to a preferred embodiment of the outer disc carrier of the viscous coupling are designed as an input and the inner disc carrier as an output, wherein the inner disc carrier is fixedly connected to the outer ring of the one-way clutch. An axially particularly compact design is achieved when the overrunning clutch is arranged radially within the viscous coupling. Thus, the clutch assembly can be easily integrated into the drive train of a motor vehicle, for example, as a rear axle differential upstream unit. The outer ring of the one-way clutch is rotatably mounted relative to the inner ring by means of bearing means, which are preferably arranged axially adjacent to the clamping bodies of the one-way clutch. Thus, acting between the outer ring and the inner ring tilting moments are well supported.

Die erfindungsgemäße Kupplungsanordnung kommt beispielsweise in einer Antriebsanordnung für ein Kraftfahrzeug mit einer primär angetriebenen Vorderachse und einer bedarfsweise antreibbaren Hinterachse zum Einsatz. Die Antriebsanordnung umfaßt vorzugsweise ein Achsdifferential, das der Kupplungsanordnung nachgeschaltet ist, und das ein Getriebegehäuse, ein Eingangteil und zwei hiermit antriebsverbundene Ausgangsteile aufweist, die untereinander eine ausgleichende Wirkung haben. Der Innenring der Freilaufkupplung ist dabei drehfest mit dem Eingangsteil des Achsdifferentials verbunden. Als stehendes Bauteil, gegenüber dem der Käfig mittels der Bremsmittel abbremsbar ist, dient das Getriebegehäuse oder ein damit fest verbundenes Bauteil.The coupling arrangement according to the invention is used, for example, in a drive arrangement for a motor vehicle with a primary driven front axle and a rear axle which can be driven as required. The drive assembly preferably comprises an axle differential, which is connected downstream of the clutch assembly, and having a transmission housing, an input part and two hereby drive-connected output parts, which have a balancing effect with each other. The inner ring of the overrunning clutch is rotatably connected to the input part of the axle differential. As a stationary component against which the cage can be braked by means of the braking means, the transmission housing or a component firmly connected thereto serves.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele werden nachstehend anhand der Zeichnungsfiguren erläutert. Es zeigen:Preferred embodiments will be explained below with reference to the drawing figures. Show it:

1 eine erfindungsgemäße Freilaufkupplung schematisch im Längsschnitt; 1 an inventive overrunning clutch schematically in longitudinal section;

2 die Freilaufkupplung gemäß Schnittlinie II-II aus 1; 2 the overrunning clutch according to section line II-II 1 ;

3 die Freilaufkupplung gemäß Schnittlinie III-III aus 1; 3 the freewheel clutch according to section line III-III 1 ;

4 eine Ausnehmung der Freilaufkupplung gemäß 1 mit darin einsitzenden Klemmkörpern im Detail; 4 a recess of the one-way clutch according to 1 with in-captive sprags in detail;

5 eine erfindungsgemäße Kupplungsanordnung mit einer erfindungsgemäßen Freilaufkupplung gemäß 1 in einer ersten Ausführungsform im Längsschnitt; 5 a clutch assembly according to the invention with an inventive one-way clutch according to 1 in a first embodiment in longitudinal section;

6 eine erfindungsgemäße Kupplungsanordnung mit einer erfindungsgemäßen Freilaufkupplung gemäß 1 in einer zweiten Ausführungsform im Längsschnitt; 6 a clutch assembly according to the invention with an inventive one-way clutch according to 1 in a second embodiment in longitudinal section;

7 ein erstes Anwendungsbeispiel für eine der erfindungsgemäßen Kupplungsanordnungen gemäß einer der 5 oder 6 an einem hinteren Achsdifferential; und 7 a first application example of one of the coupling arrangements according to the invention according to one of 5 or 6 at a rear axle differential; and

8 ein zweites Anwendungsbeispiel für eine der erfindungsgemäßen Kupplungsanordnungen gemäß einer der 5 oder 6 an einem vorderen Achsdifferential. 8th a second application example of one of the coupling arrangements according to the invention according to one of 5 or 6 at a front axle differential.

Die 1 bis 4, die im folgenden gemeinsam beschrieben werden, zeigen eine erfindungsgemäße Freilaufkupplung 2 mit einem Außenring 3 als Eingang, der um die Drehachse A drehbar gelagert ist, sowie einem zum Außenring 3 koaxialen Innenring 4, der als Ausgang der Freilaufkupplung 2 dient. Weiter umfaßt die Freilaufkupplung 2 einen Käfig 5, der in einem Ringspalt zwischen dem Außenring 3 und dem Innenring 4 angeordnet ist und der über dem Umfang verteilt mehrere Durchbrüche 6 aufweist. In jedem der umfangsverteilten Durchbrüche 6 sind ein erster und ein zweiter Klemmkörper 7, 8 zwischen dem Außenring 3 und dem Innenring 4 aufgenommen. Der Käfig 5 ist über Bremsmittel 9 gegenüber einem bestehenden Bauteil 10, beispielsweise einem Gehäuse, abbremsbar. Der Außenring 3 der Freilaufkupplung 2 ist mit einem Eingangsteil 11, beispielsweise einer Längsantriebswelle antriebsverbunden. Der Innenring 4 der Freilaufkupplung 2 ist mit einem Ausgangsteil 12 verbunden, das wiederum mit einem Eingangsteil eines hier nicht weiter dargestellten Antriebsaggregats, beispielsweise einem Hinterachsdifferential, drehfest verbindbar ist.The 1 to 4 , which will be described together below, show an overrunning clutch according to the invention 2 with an outer ring 3 as an input which is rotatably mounted about the axis of rotation A, and one to the outer ring 3 coaxial inner ring 4 acting as the output of the one-way clutch 2 serves. Next comprises the overrunning clutch 2 a cage 5 which is in an annular gap between the outer ring 3 and the inner ring 4 is arranged and distributed over the circumference several openings 6 having. In each of the circumferentially distributed breakthroughs 6 are a first and a second clamping body 7 . 8th between the outer ring 3 and the inner ring 4 added. The cage 5 is about braking means 9 opposite an existing component 10 , For example, a housing, braked. The outer ring 3 the overrunning clutch 2 is with an entrance section 11 , For example, a drive shaft connected to a longitudinal drive shaft. The inner ring 4 the overrunning clutch 2 is with a starting part 12 connected, in turn, with an input part of a drive unit, not shown here, for example, a rear differential, rotatably connected.

Wie insbesondere aus 2 ersichtlich ist, hat der Außenring 3 der Freilaufkupplung 2 eine unrunde Innenfläche 19, die über den Umfang verteilt mehrere Ausnehmungen 20 aufweist. Die Ausnehmungen 20 werden jeweils durch zwei Rampen 17, 18 gebildet, wobei je nach Drehrichtung jeweils ein erster Klemmkörper 7 gegen die erste Rampe 17 anlaufen kann, während der zweite Klemmkörper 8 gegen die zweite Rampe 18 anlaufen kann. Auf diese Weise erfolgt bei Relativdrehung des Außenrings 3 relativ zum Innenring 4 ein sofortiges Blockieren des Freilaufs. Es ist weiter ersichtlich, daß der Innenring 4 eine zylindrische Außenfläche 22 aufweist, so daß die Paare von Klemmkörpern 7, 8, die vorzugsweise in Form von Zylinderrollen gestaltet sind, auf der Außenfläche 22 abrollen.As in particular from 2 it can be seen has the outer ring 3 the overrunning clutch 2 a non-circular inner surface 19 , which distributed over the circumference several recesses 20 having. The recesses 20 are each through two ramps 17 . 18 formed, depending on the direction of rotation in each case a first clamping body 7 against the first ramp 17 can start while the second clamp body 8th against the second ramp 18 can start. In this way, takes place at relative rotation of the outer ring 3 relative to the inner ring 4 an immediate blocking of the freewheel. It is further apparent that the inner ring 4 a cylindrical outer surface 22 has, so that the pairs of clamping bodies 7 . 8th , which are preferably designed in the form of cylindrical rollers, on the outer surface 22 roll.

Wie insbesondere aus 3 hervorgeht, umfassen die Bremsmittel 9 mehrere über den Umfang verteilte Reibschuhe 13, die auf einer Hülse 14 des stehenden Bauteils 10 unter radialer Vorspannung aufsitzen. Die Reibschuhe 13, sitzen in umfangsverteilten Ausnehmungen 15 des Käfigs 5 ein, so daß sie mit dem Käfig 5 drehfest verbunden sind. Zur Erzeugung einer radialen Vorspannung auf die Reibschuhe 13 sind hier nicht dargestellte Federmittel vorgesehen, die auf die Außenflächen 16 der Reibschuhe 13 einwirken und diese nach radial innen beaufschlagen. Die Federmittel 56 sitzen vorzugsweise in Ringnuten an den Außenflächen 16 der Reibschuhe 13 ein, wie es in 5 bzw. 6 ersichtlich ist. As in particular from 3 As can be seen, the brake means 9 several friction shoes distributed over the circumference 13 on a sleeve 14 of the stationary component 10 sit under radial prestress. The friction shoes 13 , sitting in circumferentially distributed recesses 15 of the cage 5 one, so she with the cage 5 are rotatably connected. To generate a radial bias on the friction shoes 13 not shown spring means are provided, which on the outer surfaces 16 the friction shoes 13 act and apply these radially inward. The spring means 56 preferably sit in annular grooves on the outer surfaces 16 the friction shoes 13 like it is in 5 respectively. 6 is apparent.

Im folgenden wird die Funktionsweise der Freilaufkupplung 2 allgemein erläutert. Bei niedrigen Drehzahlen rollen die Klemmkörper 7, 8 auf der Innenfläche 19 des Innenrings 4 ab und die Reibschuhe 13 werden gegenüber der Hülse 14 abgebremst. Bei Drehmomentfluß in einer ersten Richtung vom Eingangsteil 11 zum Ausgangsteil 12 sperrt die Freilaufkupplung 2, sofern der Außenring 3 schneller dreht als der Innenring 4. Dies gilt bei Antrieb in beide Drehrichtungen, das heißt sowohl bei Vorwärts- als auch bei Rückwärtsfahrt des Kraftfahrzeugs. Bei Drehmomentfluß in umgekehrter zweiter Richtung, das heißt vom Ausgangsteil 12 in Richtung Eingangsteil 11, schaltet die Freilaufkupplung 2 frei, so daß beide Achsen des Kraftfahrzeugs voneinander entkoppelt sind und kein Drehmoment übertragen wird. Dies ist insbesondere beim Abbremsen des Kraftfahrzeugs von Wichtigkeit, um zu vermeiden, daß die stärker gebremste Vorderachse die Hinterachse mit abbremst, was die Fahrstabilität des Kraftfahrzeugs beeinträchtigen würde. Die genannte Kupplung wird aufgrund ihrer Funktionsweise auch als bidirektionale Freilaufkupplung bezeichnet.The following is the operation of the overrunning clutch 2 generally explained. At low speeds, the sprags roll 7 . 8th on the inner surface 19 of the inner ring 4 off and the friction shoes 13 be opposite the sleeve 14 braked. With torque flow in a first direction from the input part 11 to the starting part 12 locks the overrunning clutch 2 , provided the outer ring 3 turns faster than the inner ring 4 , This applies to drive in both directions of rotation, that is, both in forward and in reverse of the motor vehicle. With torque flow in the reverse second direction, that is from the output part 12 in the direction of the entrance section 11 , switches the overrunning clutch 2 free, so that both axes of the motor vehicle are decoupled from each other and no torque is transmitted. This is particularly important when braking the motor vehicle of importance to avoid that the more braked front axle slows down the rear axle, which would affect the driving stability of the motor vehicle. Said coupling is also referred to as a bidirectional one-way clutch due to its operation.

Die Bremsmittel 9 bewirken insbesondere bei niedrigen Drehzahlen, daß der Käfig 5 gegenüber dem Innenring 4 zurückgehalten wird, so daß jeweils einer der Klemmkörper eines Paares in Anlage mit der zugehörigen Rampe des Außenrings 3 und der Außenfläche 22 des Innenrings 4 beaufschlagt wird. Auf diese Weise wird gewährleistet, daß – wenn ein Fahrzustand eintritt, bei dem der Außenring 3 schneller dreht als der Innenring 4 – die besagten in Anlage befindlichen Klemmkörper unmittelbar zwischen der entsprechenden Rampe und der Außenfläche 22 des Innenrings 4 eingeklemmt werden. So wird ein Drehmoment vom Außenring 3 auf den Innenring 4 bzw. vom Eingangsteil 11 auf das Ausgangsteil 12 übertragen.The brake means 9 cause especially at low speeds that the cage 5 opposite the inner ring 4 is retained, so that in each case one of the clamping body of a pair in abutment with the associated ramp of the outer ring 3 and the outer surface 22 of the inner ring 4 is charged. In this way it is ensured that - when a driving condition occurs, in which the outer ring 3 turns faster than the inner ring 4 - The said abutting clamp body directly between the corresponding ramp and the outer surface 22 of the inner ring 4 be trapped. This is how a torque from the outer ring 3 on the inner ring 4 or from the entrance section 11 on the output part 12 transfer.

Es ist ersichtlich, daß die erfindungsgemäße Freilaufkupplung 2 jeweils zwei Klemmkörper 7, 8 aufweist, die gemeinsam in einer Ausnehmung 20 einsitzen. Je nach Antriebsrichtung der Freilaufkupplung wandern diejenigen Klemmkörper 7, 8 nach radial außen, welche vom Käfig 5 in Umfangsrichtung beaufschlagt werden. Dabei sind die Fliehkräfte, die auf die jeweils radial äußeren Klemmkörper einwirken, größer als die Fliehkräfte, die auf die radial innenliegenden Klemmkörper einwirken. Auf diese Weise beaufschlagen die außenliegende Klemmkörper auf Grund der Rampenform die jeweils benachbarten innenliegenden Klemmkörper in Richtung zur zugehörigen Rampe.It can be seen that the one-way clutch according to the invention 2 two clamping bodies each 7 . 8th having, in common in a recess 20 incarcerated. Depending on the drive direction of the one-way clutch migrate those clamp body 7 . 8th radially outward, which from the cage 5 be acted upon in the circumferential direction. In this case, the centrifugal forces, which act on the respective radially outer clamping body, greater than the centrifugal forces acting on the radially inner clamping body. In this way, the outer clamping body act on the respective adjacent inner clamping body in the direction of the associated ramp due to the ramp shape.

Im folgenden wird die Funktionsweise konkret für eine Antriebsrichtung erläutert, die in 4 durch im Uhrzeigersinn eingezeichneten Pfeilen definiert ist. Insbesondere bei höheren Drehzahlen, bei denen die radiale Vorspannung der Reibschuhe 13 auf die Hülse 14 abnimmt, erfolgt bei der dargestellten Antriebsrichtung die Positionierung der zweiten Klemmkörper 8 durch die ersten Klemmkörper 7. Dadurch, daß die ersten Klemmkörper 7 auf einem größeren Radius umlaufen, als die zweiten Klemmkörper 8, wirken an den ersten Klemmkörpern auch größere Fliehkräfte F1 als die Fliehkräfte F2, die auf die zweiten Klemmkörper 8 einwirken. Aus diesem Grund haben die ersten Klemmkörper 7 den Drang, entlang der jeweiligen Rampe 17 in Richtung Scheitelpunkt der Ausnehmung 20 zu wandern und beaufschlagen dabei den jeweils benachbarten zweiten Klemmkörper 8 mit einer Kraft in Umfangsrichtung gegen den Uhrzeigersinn. Insofern ist auch bei hohen Drehzahlen gewährleistet, daß die zweiten Klemmkörper 8 richtig positioniert sind, so daß sie unmittelbar eingeklemmt werden, sobald ein Fahrzustand eintritt, bei dem der Außenring 3 schneller dreht als der Innenring 4.In the following, the mode of operation will be explained concretely for a drive direction which is described in FIG 4 is defined by arrows drawn in a clockwise direction. Especially at higher speeds at which the radial bias of the friction shoes 13 on the sleeve 14 decreasing takes place in the illustrated drive direction, the positioning of the second clamping body 8th through the first clamp body 7 , Characterized in that the first clamping body 7 rotate on a larger radius than the second clamp body 8th , Act on the first sprags also greater centrifugal forces F1 as the centrifugal forces F2, the second clamping body 8th act. For this reason, the first clamp body 7 the urge, along the respective ramp 17 in the direction of the vertex of the recess 20 to wander and act on the respectively adjacent second clamping body 8th with a force in the circumferential direction counterclockwise. In this respect, it is ensured even at high speeds that the second clamping body 8th are properly positioned so that they are clamped immediately when a driving condition occurs, in which the outer ring 3 turns faster than the inner ring 4 ,

Dieser Effekt, daß jeweils eine der Klemmkörper den jeweils benachbarten Klemmkörper drückt wird durch die geometrischen Verhältnisse an dem Rampen erreicht. Es ist ersichtlich, daß bei der konkret dargestellten Antriebsrichtung der Winkel α, der zwischen einem ersten Radialstrahl R1 und einer ersten Normalen N1 eingeschlossen ist, größer ist, als der Winkel β, der zwischen einem zweiten Radialstrahl R2 und einer zweiten Normalen N2. Dabei verlaufen die Radialstrahlen R1, R2 jeweils durch die Drehachse A der Freilaufkupplung und den jeweiligen Mittelpunkt M1, M2 des zugehörigen Klemmkörpers 7, 8. Die Normalen N1, N2 sind jeweils durch Geraden durch den Mittelpunkt M1, M2 der Klemmkörper 7, 8 und den Kontaktpunkten mit der zugehörigen Rampe 17, 18 gebildet. Beim Wandern der ersten Klemmkörper 7 entlang der ersten Rampen 17 nach radial außen werden die ersten Winkel α größer, während die zweiten Winkel β kleiner werden. Bei umgekehrter Antriebsrichtung werden beim Wandern der zweiten Klemmkörper 8 entlang der zweiten Rampen 18 nach radial außen die zweiten Winkel β größer, während die ersten Winkel α kleiner werden. Durch diese Ausgestaltung steigen mit zunehmender Verlagerung der äußeren Klemmkörper nach radial außen auch die von den Rampen in Umfangsrichtung auf diese Klemmkörper wirkenden Kräfte. Damit können die radial äußeren Klemmkörper die benachbarten inneren Klemmkörper in Umfangrichtung gegen die zugehörigen Rampen beaufschlagen, so daß eine korrekte Positionierung der für die Sperrung dienenden inneren Klemmkörper an der Außenfläche 22 des Innenrings 4 bzw. der Innenfläche 19 des Außenrings 3 der Freilaufkupplung 2 erreicht wird.This effect that each one of the clamping body presses the respective adjacent clamping body is achieved by the geometric conditions on the ramp. It can be seen that in the drive direction concretely illustrated, the angle α included between a first radial ray R1 and a first normal N1 is greater than the angle β between a second radial ray R2 and a second normal N2. In this case, the radial rays R1, R2 each pass through the axis of rotation A of the one-way clutch and the respective center M1, M2 of the associated clamping body 7 . 8th , The normals N1, N2 are each by straight lines through the center M1, M2 of the clamp body 7 . 8th and the contact points with the associated ramp 17 . 18 educated. When hiking the first clamp body 7 along the first ramps 17 radially outward, the first angle α are larger, while the second angle β are smaller. When the drive direction is reversed, the second clamping body will move when it is moving 8th along the second ramps 18 radially outward, the second angle β larger, while the first angle α are smaller. As a result of this embodiment, as the outer clamping bodies shift more radially outward, so do the ones of the ramps in the circumferential direction Forces acting on these clamp body. Thus, the radially outer clamping body can act on the adjacent inner clamping body in the circumferential direction against the associated ramps, so that a correct positioning of the serving for the blocking inner clamping body on the outer surface 22 of the inner ring 4 or the inner surface 19 of the outer ring 3 the overrunning clutch 2 is reached.

Insgesamt können dadurch, daß bei der dargestellten Antriebsrichtung die ersten Klemmkörper 7 bei hohen Drehzahlen das Beaufschlagen der zweiten Klemmkörper 8 übernehmen, die Vorspannkräfte am Käfig 5 beziehungsweise den Reibschuhen 13 gering gehalten werden, so daß auch die Verlustleistungen auf Grund von Reibung reduziert sind. Bei entgegengesetzter Antriebsrichtung, das heißt gegen den Uhrzeigersinn (nicht dargestellt), sind die kinematischen Verhältnisse umgekehrt. In diesem Fall wandern die zweiten Klemmkörper 8 entlang der zugehörigen Rampen 18 nach radial außen in Richtung Scheitelpunkt und beaufschlagen die jeweils benachbarten ersten Klemmkörper 7 im Uhrzeigersinn. So werden die ersten Klemmkörper 7 gegen die ersten Rampen 17 und die Außenfläche des Innenrings beaufschlagt, so daß ein Drehmoment übertragen wird, wenn der Außenring 3 schneller dreht als der Innenring 4.Overall, characterized in that in the illustrated drive direction, the first clamping body 7 at high speeds, the application of the second clamping body 8th take over the preload forces on the cage 5 or the friction shoes 13 be kept low, so that the power losses due to friction are reduced. In the opposite direction of drive, that is counterclockwise (not shown), the kinematic conditions are reversed. In this case, the second clamping body wander 8th along the associated ramps 18 radially outward toward the vertex and act on the respectively adjacent first clamping body 7 clockwise. This is how the first clamping bodies become 7 against the first ramps 17 and the outer surface of the inner ring is applied, so that a torque is transmitted when the outer ring 3 turns faster than the inner ring 4 ,

5 zeigt eine Kupplungsanordnung 23 mit einer Viscokupplung 24 und einer koaxial hierzu angeordneten Freilaufkupplung 2, die derjenigen aus 1 entspricht. Die Viscokupplung 24 hat ein Gehäuse 25, das aus einem ersten Deckelteil 26, einem Außenlamellenträger 27 und einem zweiten Deckelteil 28 besteht. Das erste Deckelteil 26 hat einen einteilig angeformten Antriebszapfen 29 zum drehfesten Verbinden mit einem Antriebsstrang. Koaxial innerhalb des Gehäuses 25 ist ein Innenlamellenträger 30 um die Drehachse A drehbar gelagert und über Gleitdichtungen 32, 33 gegenüber dem ersten Deckelteil 26 bzw. dem zweiten Deckelteil 28 abgedichtet. Zwischen dem Außenlamellenträger 27 und dem Innenlamellenträger 30 sowie den beiden Deckelteilen 26, 28 ist ein Ringraum gebildet, der zumindest teilweise mit eine hochviscosen Flüssigkeit gefüllt ist. Der Außenlamellenträger 27 hat eine Innenverzahnung 34, an der Außenlamellen drehfest und axial schwimmend gehalten sind. In Längsrichtung jeweils abwechselnd mit den Außenlamellen sind Innenlamellen vorgesehen, die auf einer Außenverzahnung 35 des Innenlamellenträgers 30 drehfest und axialschwimmend gehalten sind. 5 shows a coupling arrangement 23 with a viscous coupling 24 and a co-axial thereto arranged one-way clutch 2 that's out of those 1 equivalent. The viscous coupling 24 has a housing 25 that consists of a first cover part 26 , an outer disc carrier 27 and a second lid part 28 consists. The first cover part 26 has a one-piece molded drive pin 29 for non-rotatable connection to a drive train. Coaxial inside the case 25 is an inner disc carrier 30 rotatably mounted about the axis of rotation A and sliding seals 32 . 33 opposite the first cover part 26 or the second cover part 28 sealed. Between the outer plate carrier 27 and the inner disc carrier 30 as well as the two lid parts 26 . 28 an annular space is formed, which is at least partially filled with a highly viscous liquid. The outer disc carrier 27 has an internal toothing 34 , on the outer disk rotatably and axially floating are held. In the longitudinal direction, in each case alternately with the outer disks inner disks are provided, which are on an external toothing 35 of the inner disk carrier 30 are held against rotation and axialschwimmend.

Es ist ferner die Freilaufkupplung 2 mit ihrem Außenring 3, ihrem Innenring 4 und den dazwischen in dem Käfig 5 gehaltenen Klemmkörpern 7, 8 ersichtlich. Der Innenring 4 ist einteilig mit einer Hohlwelle 36 gestaltet, deren freies Ende mit einer inneren Wellenverzahnung 37 zum drehfesten Verbinden mit einem Antriebszapfen eines hier nicht weiter dargestellten Hinterachsdifferentials versehen ist. Der Außenring 3 der Freilaufkupplung 2 und der Innenlamellenträger 30 der Viscokupplung 24 sind einteilig in Form einer Hülse gestaltet. Zum drehbaren Lagern der Hülse gegenüber der Hohlwelle 36 ist ein Wälzlager 38 vorgesehen, das etwa in einem mittleren Abschnitt der Hülse angeordnet ist. Das Wälzlager 38 liegt axial etwa im Bereich des Lamellempakets 21 der Viscokupplung und axial benachbart zu den umfangsverteilten Klemmkörpern 7, 8. Der Lageraußenring des Wälzlagers 38 ist mittels eines Sicherungsrings 39 gegenüber der Hülse axial fixiert. Der Lagerinnenring ist mittels eines weiteren Sicherungsrings 40 gegenüber der Hohlwelle 36 axial fixiert.It is also the overrunning clutch 2 with her outer ring 3 , her inner ring 4 and the intervening in the cage 5 held clamp bodies 7 . 8th seen. The inner ring 4 is one-piece with a hollow shaft 36 designed, whose free end with an internal shaft toothing 37 is provided for rotationally fixed connection with a drive pin of a rear axle differential not shown here. The outer ring 3 the overrunning clutch 2 and the inner disc carrier 30 the viscous coupling 24 are designed in one piece in the form of a sleeve. For rotatably supporting the sleeve relative to the hollow shaft 36 is a rolling bearing 38 provided, which is arranged approximately in a central portion of the sleeve. The rolling bearing 38 lies axially approximately in the area of the Lamellempakets 21 the viscous coupling and axially adjacent to the circumferentially distributed sprags 7 . 8th , The bearing outer ring of the rolling bearing 38 is by means of a locking ring 39 axially fixed relative to the sleeve. The bearing inner ring is by means of another locking ring 40 opposite the hollow shaft 36 axially fixed.

Das Gehäuse 25 der Viscokupplung 24 ist mit seinem ersten Deckelteil 26 mittels eines weiteren Wälzlagers 31 auf einem Lagerabschnitt der Hohlwelle 36 um die Drehachse A drehbar gelagert. An seinem dem Achsdifferential zugewandtem Ende ist das Gehäuse 25 mit seinem zweiten Deckelteil 28 gegenüber dem Hülsenansatz 14 des Getriebegehäuses 10 mittels eines weiteren Wälzlagers 41 drehbar gelagert und gegenüber dem Getriebegehäuse 10 über einen Radialwellendichtring 55 als Dichtmittel abgedichtet. Dabei sitzt der Radialwellendichtring 55 an einer Außenfläche des Hülsenansatzes des zweiten Deckelteils 28, während das Wälzlager 41 an einer Innenfläche des Hülsenansatzes angeordnet ist.The housing 25 the viscous coupling 24 is with his first cover part 26 by means of another rolling bearing 31 on a bearing section of the hollow shaft 36 rotatably supported about the axis of rotation A. At its axle differential end facing the housing 25 with its second lid part 28 opposite the sleeve approach 14 of the gearbox 10 by means of another rolling bearing 41 rotatably mounted and opposite the gear housing 10 via a radial shaft seal 55 sealed as a sealant. The radial shaft seal is seated 55 on an outer surface of the sleeve extension of the second cover part 28 while the rolling bearing 41 is arranged on an inner surface of the sleeve approach.

6 zeigt eine Kupplungsanordnung 23' in einer weiteren Ausführungsform, die derjenigen aus 5 weitestgehend entspricht. Insofern wird hinsichtlich der Gemeinsamkeiten auf obige Beschreibung Bezug genommen, wobei gleiche Bauteile mit gleichen Bezugsziffern bzw. abgewandelte Bauteile mit Bezugszeichen mit gestrichenen Indizes versehen sind. Im folgenden wird insbesondere auf die Unterschiede der vorliegenden Ausführungsform eingegangen. 6 shows a coupling arrangement 23 ' in a further embodiment, that of 5 largely corresponds. In this respect, reference is made to the above description in terms of similarities, wherein the same components with the same reference numerals or modified components with reference numerals are provided with primed indices. In the following, particular attention is paid to the differences of the present embodiment.

Die vorliegende Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse 25' der Viscokupplung 24' an beiden Seiten zumindest mittelbar auf dem Antriebszapfen 12 des hier nicht näher dargestellten Achsdifferentials auf der Drehachse A drehbar gelagert ist. Das erste Deckelteil 26' ist unmittelbar auf dem Antriebszapfen 12' mittels eines Wälzlagers 31' drehbar gelagert. Das Deckelteil 26' umfaßt einen Anschlußflansch mit drei umfangsverteilten Armen, die zum Verbinden mit einem Eingangsteil dienen. An seinem dem Achsdifferential zugewandtem Ende ist das Gehäuse 25' mit seinem zweiten Deckelteil 28' auf der Hülse 14' mittels des Wälzlagers 41' drehbar gelagert und gegenüber dem Getriebegehäuse 10 über einen Radialwellendichtring als Dichtmittel 55 abgedichtet. Die Hülse 14' ist mit dem Getriebegehäuse 10' drehfest verbunden, wobei der Antriebszapfen 12' mittels eines Radiallagers 57 in der Hülse 14' drehbar gelagert ist. Der Antriebszapfen 12' des Achsdifferentials ist mittels Lagermitteln (nicht dargestellt) relativ zur Hülse 14' auf der Drehachse A drehbar gelagert. Im übrigen stimmt die vorliegende Ausführungsform hinsichtlich des Aufbaus und der Funktionsweise mit der obengenannten überein.The present embodiment is characterized in that the housing 25 ' the viscous coupling 24 ' on both sides at least indirectly on the drive pin 12 of the axle differential not shown here is rotatably mounted on the axis of rotation A. The first cover part 26 ' is directly on the drive pin 12 ' by means of a rolling bearing 31 ' rotatably mounted. The lid part 26 ' comprises a connecting flange with three circumferentially distributed arms, which serve to connect to an input part. At its axle differential end facing the housing 25 ' with its second lid part 28 ' on the sleeve 14 ' by means of the rolling bearing 41 ' rotatably mounted and opposite the gear housing 10 via a radial shaft seal as a sealant 55 sealed. The sleeve 14 ' is with the gearbox 10 ' rotatably connected, wherein the drive pin 12 ' by means of a radial bearing 57 in the sleeve 14 ' is rotatably mounted. The drive pin 12 ' the axle differential is by means of bearing means (not shown) relative to the sleeve 14 ' rotatably mounted on the axis of rotation A. Incidentally, the present embodiment is the same in construction and operation as above.

Auf Grund der erfindungsgemäßen Freilaufkupplung 2 haben beide Ausführungsbeispiele den Vorteil das der jeweils für die Sperrung der Freilaufkupplung dienende Klemmkörper auch bei hohen Drehzahlen richtig positioniert ist und das lediglich geringe radiale Vorspannkräfte an den Reibschuhen 13 der Bremsmittel 9 notwendig sind.Due to the overrunning clutch according to the invention 2 Both embodiments have the advantage that each serving for the blocking of the one-way clutch clamping body is properly positioned even at high speeds and the only small radial biasing forces on the friction shoes 13 the brake fluid 9 necessary.

In 7 ist ein erstes Anwendungsbeispiel für eine der erfindungsgemäßen Kupplungsanordnungen 23, 23' gezeigt. Es ist der Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs mit permanent angetriebener Vorderachse 42 und mit bedarfsweise zuschaltbarer Hinterachse 43 gezeigt. Zum Antrieb der Vorderachse 42 ist ein quer eingebauter Motor 44 mit einer Getriebeanordnung 45 vorgesehen. Die Getriebeanordnung 45 umfaßt ein Schaltgetriebe 46 und ein Achsdifferential 47 zum Verteilen des Drehmoments auf die beiden vorderen Seitenwellen 51, 52. Es ist weiter eine Längsantriebswelle 48 zur Drehmomentübertragung auf das Achsdifferential 49 der Hinterachse 43 ersichtlich. Das Achsdifferential 49 umfaßt als Eingangsteil den Eingangszapfen 25 und zwei hiermit antriebmäßig verbundene Ausgangsteile, die untereinander eine ausgleichende Wirkung haben und jeweils mit einer zugehörigen Seitenwelle 53, 54 antriebverbunden sind. Die erfindungsgemäße Kupplungsanordnung 23, 23' ist dem Hinterachsdifferential 49 vorgeschaltet. Diese erlaubt bei Schlupf der Vorderachse 42 eine Drehmomentübertragung auf die Hinterachse 43. Umgekehrt, d. h. bei gegenüber der Hinterachse 43 langsamer drehender Vorderachse 42, kann die Hinterachse 43 die Vorderachse 42 überlaufen, so daß kein Drehmoment übertragen wird.In 7 is a first application example of one of the coupling arrangements according to the invention 23 . 23 ' shown. It is the drive train of a motor vehicle with permanently driven front axle 42 and with, if necessary, switchable rear axle 43 shown. To drive the front axle 42 is a transversely mounted engine 44 with a gear arrangement 45 intended. The gear arrangement 45 includes a manual transmission 46 and an axle differential 47 for distributing the torque on the two front side shafts 51 . 52 , It is also a longitudinal drive shaft 48 for torque transmission to the axle differential 49 the rear axle 43 seen. The axle differential 49 comprises as an input part of the input pin 25 and two output members connected therewith, which have a balancing effect with each other and each with an associated side wave 53 . 54 are drive-connected. The coupling arrangement according to the invention 23 . 23 ' is the rear axle differential 49 upstream. This allows for slip of the front axle 42 a torque transfer to the rear axle 43 , Conversely, ie with respect to the rear axle 43 slower rotating front axle 42 , can the rear axle 43 the front axle 42 overrun, so that no torque is transmitted.

8 zeigt ein weiteres Anwendungsbeispiel, das demjenigen aus 7 weitestgehend entspricht. Insofern wird hinsichtlich der Gemeinsamkeiten auf die obige Beschreibung Bezug genommen, wobei gleiche Bauteile mit gleichen Bezugszeichen versehen sind. Der einzige Unterschied liegt darin, daß bei der vorliegenden Ausführungform die erfindungsgemäße Kupplungsanordnung 23, 23' am vorderen Ende der Längsantriebswelle 48 angeordnet ist und unmittelbar an das Schaltgetriebe 46 angeschlossen ist. Konstruktiv wäre das erste Deckelteil 26 bzw. der Außenlamellenträger 27 der Viscokupplung 24 mit der Ausgangswelle des Getriebes 46 zu verbinden, während der Innenring 17 der Freilaufkupplung 4 an den vorderen Teil der Längsantriebswelle 48 antriebsmäßig anzuschließen wäre. Im übrigen entsprechen Aufbau und Funktionalität den obigen Ausführungen. 8th shows another application example, the one from 7 largely corresponds. In this respect, reference is made to the above description with regard to the similarities, wherein the same components are provided with the same reference numerals. The only difference is that in the present embodiment, the inventive coupling arrangement 23 . 23 ' at the front end of the longitudinal drive shaft 48 is arranged and directly to the manual transmission 46 connected. The first cover part would be constructive 26 or the outer disk carrier 27 the viscous coupling 24 with the output shaft of the transmission 46 to connect while the inner ring 17 the overrunning clutch 4 to the front part of the longitudinal drive shaft 48 to be connected drivingly. Incidentally, the structure and functionality correspond to the above statements.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

22: FreilaufkupplungOverrunning clutch
33: Außenringouter ring
44: Innenringinner ring
55: KäfigCage
66: Durchbruchbreakthrough
77: erster Klemmkörperfirst clamp body
88th: zweite Klemmkörpersecond clamping body
99: Bremsmittelbraking means
1010: stehendes Bauteilstanding component
1111: Eingangsteilintroductory
1212: Ausgangsteiloutput portion
1313: Reibschuhfriction shoe
1414: Hülseshell
1515: Ausnehmungrecess
1616: Außenflächeouter surface
1717: erste Rampefirst ramp
1818: zweite Rampesecond ramp
1919: Innenflächepalm
2020: Ausnehmungrecess
2121: Lamellenpaketdisk pack
2222: Außenflächeouter surface
2323: Kupplungsanordnungclutch assembly
2424: ViscokupplungViscokupplung
2525: Kupplungsgehäuseclutch housing
2626: erstes Deckelteilfirst cover part
2727: AußenlamellenträgerExternal disk carrier
2828: zweites Deckelteilsecond cover part
2929: Antriebszapfendrive journal
3030: InnenlamellenträgerInner disk carrier
3131: Wälzlagerroller bearing
3232: Dichtmittelsealant
3333: Dichtmittelsealant
3434: Innenverzahnunginternal gearing
3535: Außenverzahnungexternal teeth
3636: Hohlwellehollow shaft
3737: Innenverzahnunginternal gearing
3838: Wälzlagerroller bearing
3939: Sicherungsringcirclip
4040: Sicherungsringcirclip
4141: Wälzlagerroller bearing
4242: VorderachseFront
4343: Hinterachserear axle
4444: Motorengine
4545: Getriebeanordnungtransmission assembly
4646: Schaltgetriebemanual transmission
4747: Achsdifferentialaxle differential
4848: LängsantriebswellePropeller shaft
4949: Achsdifferentialaxle differential
5050: Dichtmittelsealant
5151: Seitenwellesideshaft
5252: Seitenwellesideshaft
5353: Seitenwellesideshaft
5454: Seitenwellesideshaft
5555: Dichtmittelsealant
5656: Federmittelspring means
5757: Radiallagerradial bearings
AA: Drehachseaxis of rotation

Claims

Overrunning clutch ( 2 ) with an axis of rotation A comprising an outer ring coaxial with the axis of rotation A ( 3 ) as an input, wherein the outer ring ( 3 ) an inner surface ( 19 ) having a plurality of circumferentially distributed first and second ramps ( 17 . 18 ), each of which together form a pair; one to the outer ring ( 3 ) coaxial inner ring ( 4 ) as output, wherein the inner ring ( 4 ) a cylindrical outer surface ( 22 ) having; a braked cage ( 5 ) coaxial between the outer ring ( 3 ) and the inner ring ( 4 ) is arranged and the plurality of circumferentially distributed openings ( 6 ) having; Clamping body ( 7 . 8th ) in the breakthroughs ( 6 ) of the cage ( 5 ) between the outer ring ( 3 ) and the inner ring ( 4 ) are held; wherein the one-way clutch ( 2 ) locks in both directions of rotation when the outer ring ( 3 ) turns faster than the inner ring ( 4 ), and unlocks when the inner ring ( 4 ) turns faster than the outer ring ( 3 ); characterized in that in each of the apertures ( 6 ) exactly two clamping bodies ( 7 . 8th ) are included.

Overrunning clutch according to claim 1, characterized in that the pairs of first and second ramps ( 17 . 18 ) each have a recess ( 20 ), in which, depending on the direction of rotation, one or the other of the two associated clamping body ( 7 . 8th ) can move radially outward.

Overrunning clutch according to claim 1 or 2, characterized in that the contact surfaces of the first and second ramps ( 17 . 18 ) are designed such that the one of the two clamping body ( 7 . 8th ), while wandering radially outward, the other clamping body ( 8th . 7 ) against the outer surface ( 22 ) of the inner ring ( 4 ) and the inner surface ( 19 ) of the outer ring ( 3 ).

Overrunning clutch according to one of claims 1 to 3, characterized in that between a first radial jet (R1) through the axis (A1) of the first clamping body ( 7 ) and the axis of rotation (A) on the one hand and a first normal (N1) through the axis (X) of the first clamping body ( 7 ) and the contact point to the contact surface of the first ramp ( 17 ) On the other hand, a first angle (α) is formed; and that between a second radial jet (R2) through the axis (A2) of the second clamping body ( 8th ) and the axis of rotation (A) on the one hand and a second normal (N2) through the axis (A2) of the second clamping body ( 8th ) and the contact point to the contact surface of the second ramp ( 18 ) On the other hand, a second angle (β) is formed; wherein the first and second abutment surfaces of the first and second ramps ( 17 . 18 ) are designed such that, during the migration of a clamping body ( 7 . 8th ) along the associated contact surface ( 17 . 18 ) radially outward, the associated angle (α, β) is greater than the angle (β, α) at the other clamping body ( 8th . 7 ).

One-way clutch according to one of Claims 1 to 4, characterized in that the clamping bodies ( 7 . 8th ) are designed in the form of cylindrical rollers.

One-way clutch according to one of claims 1 to 5, characterized in that brake means ( 9 ) for braking the cage ( 5 ) against a stationary component ( 10 ) are provided.

Overrunning clutch according to claim 6, characterized in that the brake means ( 9 ) several friction shoes ( 13 ) on the stationary component ( 10 ) under radial prestress and with the cage ( 5 ) are rotatably connected.

Coupling arrangement, in particular for use in the drive train of a motor vehicle, comprising an overrunning clutch according to one of claims 1 to 7 and a viscous coupling ( 24 ) with a about an axis of rotation A rotatable outer disk carrier ( 27 ), are connected to the outer disk rotatably, and a relative to the outer disk carrier ( 27 ) rotatable about the axis of rotation A inner disc carrier ( 30 ), are rotatably connected to the inner disk, wherein between the outer disk carrier ( 27 ) and the inner disk carrier ( 30 ) is formed filled with highly viscous liquid annulus, in which the outer plates and the inner plates are arranged; wherein one of the carrier elements of the viscous coupling ( 24 ), namely the outer disc carrier ( 27 ) or the inner disk carrier ( 30 ), with the outer ring ( 3 ) of the overrunning clutch ( 2 ) is firmly connected.

Overrunning clutch according to claim 8, characterized in that the outer disk carrier ( 27 ) as input and the inner disc carrier ( 30 ) are designed as an output of the viscous coupling, wherein the inner disk carrier ( 30 ) with the outer ring ( 3 ) of the overrunning clutch ( 2 ) is firmly connected.

Overrunning clutch according to claim 8 or 9, characterized in that the one-way clutch ( 2 ) radially inside the viscous coupling ( 24 ) is arranged.

Overrunning clutch according to one of claims 8 to 10, characterized in that the outer ring ( 3 ) of the overrunning clutch ( 2 ) in relation to the inner ring ( 4 ) by means of storage ( 38 ) is rotatably mounted, wherein the bearing means ( 38 ) axially adjacent to the clamping bodies ( 7 . 8th ) are arranged.