WO2011044869A1

WO2011044869A1 - Freilaufanordnung, insbesondere für ein cvt -getriebe

Info

Publication number: WO2011044869A1
Application number: PCT/DE2010/001099
Authority: WO
Inventors: Lars Schumann; Lászlo MAN
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2009-10-12
Filing date: 2010-09-17
Publication date: 2011-04-21
Anticipated expiration: 2012-04-12
Also published as: DE112010004010A5; DE102010045789A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Freilaufanordnung, insbesondere für ein CVT-Getriebe, mit einem Innenring, einem relativ zum Innenring drehbaren Außenring, der radial um den Innenring herum angeordnet ist, mehreren Klemmkörpern, die zwischen dem Innenring und dem Außenring in einem Käfig angeordnet sind und einer Klemmkörperanfederung zum Beaufschlagen der Klemmkörper mit einer in Richtung zum Innenring wirkenden Federkraft einer Feder sowie mit einem Vorsteuerring, wobei der Vorsteuerring erfindungsgemäß dem Außenring des Freilaufs in Spannrichtung voraus eilt und die Klemmkörper vor Beginn des Spannvorgangs aufstellt/in den Klemmspalt beschleunigt.

Description

Freilaufanordnung, insbesondere für ein CVT -Getriebe

Die Erfindung betrifft eine Freilaufanordnung, insbesondere für ein CVT-Getriebe mit einem Innenring, einem relativ zum Innenring drehbaren Außenring, der radial um den Innenring herum angeordnet ist, mehreren Klemmkörpern, die zwischen dem Innenring und dem Außenring angeordnet sind, und einer Klemmkörperanfederung zum Beaufschlagen der Klemmkörper mit einer in Richtung zum Innenring wirkenden Federkraft einer Feder sowie mit einem auf die Klemmkörper wirkenden Vorsteuerring.

Ein CVT ist ein gleichförmig übersetzendes Getriebe, bei dem das Verhältnis der Drehzahlen der antreibenden und der abtreibenden Wellen, die Übersetzung in einem bestimmten Bereich unendlich viele Werte (Stufen) einnehmen kann. Dies kann auch den Stillstand oder die Drehrichtungsumkehr einer Welle beinhalten. Die Übertragung der Bewegung erfolgt über eine nicht feste Kopplung von Bauteilen, deren Geometrien nach dem Hebelprinzip die Getriebewirkung bestimmen. Eine Übersetzungsänderung wird durch Änderung dieser Bauteil- Geometrien erreicht, die aber gleichzeitig nicht ohne Änderung der Geometrien an der Stelle der Bauteile-Kopplung erfolgen kann.

Viele Freilaufeinrichtungen für Kurbel-CVT-Getriebe besitzen dafür Klemmkörper, die zwischen einem durch einen Bereich der Abtriebswelle gebildeten Innenring und einem Außenring angeordnet sind. Dabei sind die Flächen des Außenrings und des Innenrings derart aufeinander abgestimmt, dass die Klemmkörper in einer Relatiwerdrehrichtung zwischen Innenring und Außenring diese Verdrehung blockieren können, so dass der Außenring und der Innenring gemeinsam verdreht werden. In der anderen Relatiwerdrehrichtung zwischen dem Außenring und dem Innenring wird keine Sperrwirkung durch die Klemmkörper bewirkt. Die einzelnen Klemmkörper werden in Sperrrichtung beaufschlagt, was durch wenigstens ein Federelement erfolgen kann. Ferner sind Freilaufeinrichtungen für ein Getriebe, insbesondere für ein Kurbel-CVT-Getriebe, eines Kraftfahrzeugs bekannt, die zwischen einem Außenring und einem Innenring in einem Käfig gehaltene Klemmkörper aufweisen. Dabei ist jeweils ein Klemmkörper durch einen Energiespeicher gegen den Innenring mit einer relativ großen Anpresskraft drückbar. Durch einen Mechanismus ist der Klemmkörper in die Freigaberichtung oder in die Klemmrichtung aufstellbar, wobei der Energiespeicher so bemessen ist, dass er bei einer relativ großen Anpresskraft eine relativ kleine Aufstellkraft zum Aufstellen der Klemmkörper erzeugt. Aus der Druckschrift DE 10 2007 051 735 A1 ist eine bidirektionale Freilaufkupplung mit gesteuerter Verriegelung bekannt, die einen Stellgliedstift entweder mit einem verkleinerten Profil oder einem vergrößerten Profil bereitstellt, der auf gesteuerte Weise bewegt wird, um eine verlängerte Zeitdauer zwischen dem Freilaufmodus und dem verriegelten Modus für die Kupplung zu gewährleisten.

In der Druckschrift DE 40 062 32 C2 wird ein Freilauf für zwei Drehrichtungen beschrieben, dessen Drehmomentübertragungsrichtung durch die Drehrichtung des treibenden Freilaufteiles zwangsgesteuert ist. Dies erfolgt durch die Verwendung eines Vorsteuerrings, der zwei Sätze von Schaltausnehmungen aufweist, von denen jeweils ein erster Satz zu den Stützaus- nehmungen in einer übereinstimmenden Lage mit einem Eingriff der zugehörigen Sperrklinken gehalten ist und von denen jeweils ein zweiter Satz zu den Stützausnehmungen der entgegengesetzten Drehrichtung in einer, einen Eingriff der zugehörigen Sperrklinken verhindernden, Lage gehalten ist, wobei der Vorsteuerring eine radial nach außen weisende Steuerfahne aufweist, an die ein durch eine Feder beaufschlagter ortsfester Schaltnocken anläuft, der auf einer außen liegenden Steuerkurve geführt ist, die mit dem treibenden Freilaufteil drehfest verbunden ist und zwei Anschläge für den Schaltnocken besitzt. Der Schaltnocken hält bei Umsteuerung auf die entgegengesetzte Antriebsrichtung den Vorsteuerring bis zur Anlage des Schaltnockens an einem der beiden Anschläge und ist danach bei gemeinsamer Weiterdrehung von Vorsteuerring und treibendem Freilaufteil durch den Anschlag in eine für die neue Antriebsdrehrichtung inaktive Schaltposition verschwenkbar. Durch die Steuerkurve und den in Eingriff befindlichen Schaltnocken wird eine Zwangssteuerung erreicht, die drehrichtungs- abhängig ist und nur über das treibende Teil des Freilaufs umschaltbar ausgebildet ist. Während der Rotation kann eine Umschaltung in eine entgegengesetzte Drehrichtung nicht erfolgen, auch nicht durch das Überholen der schneller drehenden und nicht angetriebenen Freilaufseite. Die beiden für je eine Fahrt- bzw. Drehrichtung vorgesehenen Sperrklinkensätze sind hierbei gegenseitig verriegelt und verhindern den gleichzeitigen Eingriff beider Klinken. Für jede Antriebsdrehrichtung ist je ein Schaltnocken vorgesehen, der die Drehrichtungsumkehr ermöglicht.

Ebenfalls eine Freilaufkupplung mit einer Steuerung über Vorsteuerringe wird in DE 39 222 22 A1 beschrieben. Die Drehmomentübertragung erfolgt auch bei dieser Lösung in zwei Drehrichtungen und die Steuerung der Sperrklinken über die Vorsteuerringe, die durch Reibringe entgegen der Drehbewegung zurückgehalten werden und über Führungsansätze und in deren Radialschlitzen geführte Schwenkzapfen der Sperrklinken diese aus oder in Eingriff mit den zugehörigen Stützausnehmungen des Innenteiles in eine aus- oder eingerückte Position bewegen. Während beispielsweise die eine Sperrklinke in die Drehmomentübertragungsposition hineinbewegt wird, wird gleichzeitig die andere Sperrklinke aus der Drehmomentübertragungsposition in die ausgerückte Position bewegt. Hierdurch soll ein kurzer Ansprechweg und damit eine schnelle Umschaltung von der einen Antriebsrichtung auf die andere gewährleistet werden, ohne dass die Freilaufbewegung gestört wird.

Es ist ebenfalls bei bekannten Freiläufen üblich, dass die Klemmkörper (Rollen oder

Klemmkörper) mittels eines Federdämpfungssystems nach dem Spannvorgang beruhigt und vor den Klemmspalt gelegt werden. Ab dem Zeitpunkt der Drehzahlgleichheit des Außenrings zum Abtrieb, d.h. ab Beginn des Spannvorgangs, werden die Klemmkörper über den

Außenring in den Klemmspalt beschleunigt. Voraussetzung dafür ist, dass die Klemmkörper rechtzeitig vor dem Spalt liegen.

Es ist jedoch mit den bekannten Systemen nicht sicher gestellt, dass die Klemmkörper vor Beginn des Spannvorgangs vor dem Spalt liegen.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Freilaufanordnung, insbesondere für ein CVT-Getriebe, bereit zu stellen, bei dem die Klemmkörper rechtzeitig vor Beginn des Spannvorganges vor den Spalt gelegt werden und somit die Funktion des sicheren Greifens gewährleistet ist.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des ersten Patentanspruchs gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Die Freilaufanordnung wird insbesondere für ein CVT-Getriebe eingesetzt und besitzt einen Innenring, einen relativ zum Innenring drehbaren Außenring, der radial um den Innenring herum angeordnet ist, mehrere Klemmkörper, die zwischen dem Innenring und dem Außenring in einem Käfig angeordnet sind und einer Klemmkörperanfederung zum Beaufschlagen der Klemmkörper mit einer in Richtung zum Innenring wirkenden Federkraft einer Feder sowie mit einem Vorsteuerring, wobei erfindungsgemäß der Vorsteuerring dem Außenring des Freilaufs in Spannrichtung vorauseilt und der Vorsteuerring die Klemmkörper vor Beginn des Spannvorgangs aufstellt/in den Klemmspalt beschleunigt. Der Vorsteuerring stellt somit die Klemmkörper gezielt bereits vor Beginn des eigentlichen Spannvorgangs auf, so dass ein schneller (verzögerungsarmer) und sicherer Spannvorgang gewährleistet ist.

Der Vorsteuerring wird vorzugsweise parallel zum Außenring des Freilaufs angeordnet, wodurch eine kompakte Bauweise gewährleistet wird.

Der Drehzahlverlauf des Vorsteuerrings unterscheidet sich insbesondere vom Außenring so, dass der Vorsteuerring den Außenring in Spannrichtung überholt und die Klemmkörper aufstellt bzw. in den Klemmspalt beschleunigt, bevor der Außenring ein Freilaufmoment aufbaut.

Bevorzugt ist der Vorsteuerring über ein mit dem Freilauf gekoppeltes Hauptpleuel und einen Vorsteuerfreilauf betätigbar. In diesem Fall kann der Vorsteuerring mittels eines Vorsteuerfrei- laufs und einem Winkel zwischen Hauptpleuel und Antriebskurbel betätigt werden.

Alternativ ist es möglich, den Vorsteuerring über ein zusätzliches Vorsteuerpleuel zu betätigen.

Vorteilhafter Weise wirkt der Vorsteuerring über die Klemmkörperanfederung auf die Klemmkörper ein. Dazu ist jedem Klemmkörper eine an dem Käfig aufgenommene Feder zugeordnet, wobei der Vorsteuerring bei Betätigung in Spannrichtung auf die Feder wirkt und diese den Klemmkörper aufstellt/in den Klemmspalt beschleunigt.

Dabei weist die am Käfig aufgenommene Feder einen sich radial nach außen erstreckenden ersten Schenkel und einen dazu in Spannrichtung abgewinkelten zweiten Schenkel auf. Der zweite Schenkel liegt am Klemmkörper an und wirkt in Spannrichtung durch den Vorsteuerring gegen den Klemmkörper und stellt diesen auf, bevor der Außenring in die Spannposition gelangt.

Vorzugsweise ist dazu der Vorsteuerring mit dem Käfig gekoppelt und vollführt dadurch bei Betätigung in Spannrichtung gemeinsam mit dem Käfig und den Federn relativ zum Außenring eine dem Außenring vorauseilende Bewegung, wodurch die Klemmkörper durch die auf sie wirkenden Federelemente aufgestellt werden.

Der Käfig besitzt zwei ringförmige Elemente, die durch Stege miteinander verbunden sind, wobei sich von den Stegen aus die Federn erstrecken. Weiterhin sind an jedem Ende eines Steges radial nach außen zwei nach außen gebogene Aufnahmeelemente vorgesehen, die jeweils mit dem Steg ein U-förmiges Profil bilden, in welches eine sich axial erstreckende Ausformung des Vorsteuerringes eingreift.

An dem Käfig sind radial nach innen weisende Gleitelemente angeordnet, an welchen die Klemmkörper entlang gleiten.

Bevorzugt weist die erfindungsgemäße Freilaufanordnung beidseitig zum Außenring jeweils außen ein Vorsteuerring auf, wobei beide Vorsteuerringe miteinander verbunden/gekoppelt sind.

Mit der erfindungsgemäßen Lösung wird gewährleistet, dass durch den Vorsteuerring die Klemmkörper gezielt vor Beginn des Spannvorgangs aufgestellt werden und dann ein sicheres verzögerungs- und schlupffreies Spannen durch den Außenring möglich ist.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels und zugehöriger Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Figur 1 die Seitenansicht der erfindungsgemäßen Freilaufanordnung,

Figur 2 den durch das Pleuelauge reichenden Längsschnitt A-A (gemäß Figur 1 ) der

Freilaufanordnung,

Figur 3 den Schnitt B-B gemäß Figur 2,

Figur 4 die dreidimensionale Darstellung des Befestigungsbolzens für das Pleuelauge,

Figur 5 die dreidimensionale Darstellung eines ersten Teils des Käfigs mit den Gleitelementen,

Figur 6 die dreidimensionale Darstellung eines zweiten Teils des Käfigs mit den Federn,

Figur 7 die dreidimensionale Darstellung des Vorsteuerrings,

Figur 8 eine dreidimensionale Darstellung eines Ausschnitts der Einheit von Vorsteuerring, Käfig und Klemmkörper, Figur 9 den Schnitt C-C gemäß Figur 2,

Figur 10 den Drehzahlverlauf von Vorsteuerring und Außenring in Abhängigkeit vom

Verspannwinkel des zusätzlichen Vorsteuerpleuels,

Figur 11 den schematischen Getriebeaufbau der Freilaufanordnung unter Verwendung eines Vorsteuerpleuels,

Figur 12 den Drehzahlverlauf von Vorsteuerring und Außenring bei Verwendung eines

Hauptpleuels und eines Vorsteuerfrei laufs in Abhängigkeit vom Verspannwinkel des Hauptpleuels,

Figur 13 den schematischen Getriebeaufbau der Freilaufanordnung unter Verwendung eines Hauptpleuels und eines Vorsteuerfreilaufs,

Figur 14 die Vorderansicht einer Freilaufanordnung gem. Fig. 13 mit eingezeichneten

Hebelarmen,

Figur 15 die schematische Darstellung der am Klemmkörper wirkenden Kräfte bei

Reibschluss,

Figur 16 die schematische Darstellung der am Klemmkörper wirkenden Kräfte bei

Formschluss.

In dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 1 bis Figur 9 ist eine Freilaufanordnung dargestellt, bei welcher der Vorsteuerring 1 durch das Hauptpleuel 2 und einen Vorsteuerfreilauf 3 betätigt wird. Der Vorsteuerring 1 wird über ein Antriebsrad 4 getrieben, welches im Pleuelauge 2.1 des Hauptpleuels 2 sitzt und über den Vorsteuerfreilauf 3 mit dem Hauptpleuel 2 gekoppelt wird. Wird der Winkel α zwischen Hauptpleuel 2 und Abtriebskurbel größer, greift der Vorsteuerfreilauf 3 und treibt den Vorsteuerring 1 an, dieser hat dann eine höhere Drehzahl als der Außenring 5 und überholt den Abtrieb somit eher und stellt die im Käfig 6 angeordneten Klemmkörper 7 auf. Wird der Winkel α kleiner, entspricht die Drehzahl des Vorsteuerrings 1 der des Außenrings 5.

Mittels des Vorsteuerrings 1 , der parallel zum Außenring 5 angeordnet ist, und diesem voraus eilt, werden somit die Klemmkörper 7 gezielt vor Beginn des Spannvorgangs aufgestellt. ln Figur 1 ist die Seitenansicht der erfindungsgemäßen Freilaufanordnung dargestellt. Beidseitig zum Außenring 5 ist jeweils ein Vorsteuerring 1 parallel zum Außenring 5 angeordnet, wobei in dieser Ansicht nur ein Vorsteuerring 1 sichtbar ist. Jeder Vorsteuerring 1 greift mit einer Außenverzahnung 1.1 in eine Außenverzahnung 4.1 eines Antriebsrades 4. In dem Außenring 5 läuft der Innenring 8, auf dem beidseitig je eine Anlaufscheibe 7 sitzt, die den Vorsteuerring 1 axial abstützt. Der Käfig und die Klemmkörper sind hier nicht sichtbar.

Figur 2 zeigt den durch das Pleuelauge 2.1 des Hauptpleuels reichenden Längsschnitt der Freilaufanordnung, die einen im Wesentlichen symmetrischen Aufbau aufweist. Auf dem Innenring 8 ist jeder außen sitzende Vorsteuerring 1 über erste Wälzkörper 10 gelagert. Zwischen beiden Vorsteuerringen 1 sitzt über dem Innenring der Käfig 6, in dem die Klemmkörper 7 aufgenommen sind. Über zweite Wälzkörper 11 , die sich jeweils auf einem axial nach innen weisenden Absatz 1.2 des Vorsteuerrings 1 abstützen, ist der Außenring 5 drehbar gelagert. Jeder Vorsteuerring 1 ist über ein Antriebsrad 4 antreibbar und mit einem Vorsteuerfreilauf 3 gekoppelt. Der Vorsteuerfreilauf 3 sitzt im Bereich des Pleuelauges 2.1 und durch diese sowie durch eine Ausnehmung 5.1 des Außenrings 5 ragt ein Bolzen 4.2, der ebenfalls die beiden Antriebsräder 4 aufnimmt, wobei der Bolzen 4.2 und die Antriebsräder 4 miteinander verdrehfest verbunden sind. Es ist auch aus dieser Ansicht ersichtlich, dass jeder Vorsteuerring 1 außen durch eine Anlaufscheibe 9 begrenzt wird.

Der Schnitt B-B gemäß Figur 2 wird in Figur 3 gezeigt. Hier ist erkennbar, dass zwischen dem Innenring 8 und dem Außenring 5 die Klemmkörper 7 in dem Käfig 6 angeordnet sind. Es ist ebenfalls teilweise der Vorsteuerring 1 ersichtlich. In der Ausnehmung 5.1 des Außenrings 5 sitzen der Bolzen 4.2 sowie eine nicht bezeichnete Hülse zur Aufnahme des Vorsteuerfreilaufs 3. Weiterhin ist ebenfalls das Hauptpleuel 2 dargestellt, welches in Verbindung mit dem Vorsteuerfreilauf 3 zur Betätigung des Vorsteuerrings 1 dient.

In Figur 4 wird die Eintelteildarstellung der Antriebsräder 4 dargestellt, die über den Bolzen 4.2 miteinander gekoppelt sind. Jedes der beiden Antriebsräder 4 greift mit seiner Außenverzahnung 4.1 in die Außenverzahnung 1.1 des Vorsteuerrings 1 (hier nicht dargestellt).

Der Käfig 6 ist insbesondere zweiteilig ausgebildet, wobei an einem radial innen liegenden ersten Teil 6.1 des Käfigs 6, der in Figur 5 dargestellt ist, radial nach innen weisende Gleitelemente 12 an ersten Stegen 13 angeordnet sind, die sich zwischen zwei ersten ringförmigen Elementen 14 erstrecken und diese verbinden, wobei an den Gleitelementen 12 an Gleitfläche 12.2 die hier nicht dargestellten Klemmkörper seitlich geführt werden und entlang gleiten. Figur 6 zeigt einen zweiten Teil 6.2 des Käfigs 6, der im montierten Zustand in dem ersten Teil des Käfigs 6.1 radial außen sitzend aufgenommen ist. Der zweite Teil 6.2 des Käfigs weist zwei zweite ringförmige Elemente 15 auf, zwischen denen sich zweite Stege 16 erstrecken. An den zweiten Stegen 16 sind Federn 17 angeformt, die sich mit einem ersten Schenkel 17.1 radial nach außen erstrecken und mit einem zweiten Schenkel 17.2 in Richtung zu den hier nicht dargestellten Klemmkörpern in Spannrichtung abgewinkelt sind. Weiterhin schließen sich an jedes Ende eines zweiten Steges 17 radial nach außen zwei Aufnahmeelemente 18 an, die jeweils mit dem zweiten Steg 17 ein U-förmiges Profil bilden, in welches eine sich axial erstreckende Ausformung 19 des Steuerringes (s. Fig. 7) eingreifbar ist.

In Figur 7 wird die dreidimensionale Darstellung des Vorsteuerringes 1 gezeigt, der eine Außenverzahnung 1.1 aufweist. Der Vorsteuerring 1 besitzt einen sich axial nach innen erstreckenden Bund 20, an dem sich axial die Ausformungen 19 erstrecken, die im montierten Zustand in das U-förmige Profil des zweiten Teils 6.2 des Käfigs 2 eingreifen.

Figur 8 zeigt eine vergrößerte dreidimensionale Darstellung eines Ausschnitts der Einheit eines Steuerrings 1 , Käfig 6 und Klemmkörper 7. Der erste Teil 6.1 und der zweite Teil 6.2 des Käfigs 6 bilden eine konstruktive Einheit. Jeweils zwischen ersten und zweiten ringförmigen Elementen 15, 16 und den ersten und zweiten Stegen 13, 16 sitzen die Klemmkörper 7, von denen hier nur einer dargestellt ist. An jedem Klemmkörper 7 liegt der zweite Schenkel 17.2 der Feder 17 an, die mit dem zweiten Steg 16 verbunden ist. Jede Ausformung 19, die an dem Bund 20 des Vorsteuerrings 1 ausgebildet ist, greift in eine U-förmige Ausnehmung des ersten Teils 6.1 des Käfigs 6, die durch die Aufnahmeelemente 18 in Verbindung mit dem zweiten Steg 16 gebildet wird.

In Figur 9 ist der Ausschnitt des Querschnitts der Freilaufanordnung (Schnitt C-C gemäß Figur 2) durch zwischen Innenring 8 und Außenring 5 angeordnete nockenförmige Klemmkörper 7 dargestellt. Die Klemmkörper 7 weisen einen sich im Querschnitt in der Mitte verjüngenden Bereich auf, wodurch in Richtung zum Außenring 5 zwei sich in Drehrichtung erstreckende Vorsprünge 7.1 und 7.2 und in Richtung zum Innenring 8 zwei sich in Drehrichtung erstreckende Vorsprünge 7.3 und 7.4 gebildet werden. An dem Innenring 8 greift der Klemmkörper 7 mit einer ersten Kontaktfläche 7a und am Außenring 5 mit einer zweiten Kontaktfläche 7b an. Die Klemmkörper 7 sitzen in dem Freilaufkäfig 6, der Gleitelemente 12 mit Gleitflächen 12.1 aufweist, an denen die radial innen liegenden Vorsprünge 7.3 und 7.4 der Klemmkörper 7 bei einer Schwenkbewegung um ihren Schwerpunkt S entlang gleiten. Es ist hier ein Teil des Vorsteuerrings 1 ersichtlich und es ist erkennbar, dass dessen Ausformungen 19 in den U-förmigen Aufnahmebereich eingreift, der durch die zweiten Stege 16 in Verbindung mit den Aufnahmeelementen 18 gebildet wird.

Bei Betätigung des Hauptpleuels 2 gem. Fig. 1 nach oben (in Pfeilrichtung) wird der Winkel α vergrößert und der Vorsteuerring 1 eilt dem Außenring 5 entgegen der Uhrzeigerrichtung (in dieser Darstellung) voraus. Dadurch werden, wie aus den Figuren 8 und 9 ersichtlich ist, über die Ausformungen 19 der Käfig 6 mit den Federn 17 in die gleiche Drehrichtung bewegt, wodurch die Federn 17 unter Beaufschlagung einer Federkraft mit ihren zweiten Schenkeln 17.2 gegen die Klemmkörper 7 wirken und diese aufstellen, d.h. in den Klemmspalt SP beschleunigen. Dadurch ist ein verbesserter Spannvorgang durch den dem Vorsteuerring 1 nacheilenden Außenring 5 gewährleistet.

Bei einer entgegen gerichteten Bewegung des Pleuels 2 wirkt der Vorsteuerfreilauf 3 (s. Fig. 2)·

In Figur 10 ist der Drehzahlverlauf einer bisher nicht beschriebenen Ausführungsvariante dargestellt, wobei der Vorsteuerring 1 über ein zusätzliches Vorsteuerpleuel 21 und der Außenring über ein Hauptpleuel 2 betätigt wird, in Abhängigkeit vom Verspannwinkel α des Vorsteuerpleuels 21 , und in Figur 11 der schematische Getriebeaufbau dargestellt.

Es ist ersichtlich, dass bei dem ersten Zeitpunkt t1 , durch die der Drehzahl n5 des Außenrings vorauseilende Drehzahl n1 des Vorsteuerrings 1 im ersten Punkt P1 , der Beginn des Beschleunigens der Klemmelemente in Richtung Spalt zu verzeichnen ist. Bei dem zweiten Zeitpunkt t2 beginnt der Spannvorgang durch den Außenring am Abtrieb Ab (gekennzeichnet durch den zweiten Punkt P2) zu wirken.

Aus Figur 11 ist ersichtlich, dass das Vorsteuerpleuel 21 in einem ersten Lagerpunkt L1 am Hauptpleuel 2 und in einem zweiten Lagerpunkt L2 am Vorsteuerring 1 , der einen Radius r1 aufweist, gelagert ist.

Den Drehzahlverlauf von Vorsteuerring 1 (Drehzahl n1 ) und Außenring 5 (Drehzahl n5) bei Verwendung eines Hauptpleuels 2 und eines Vorsteuerfreilaufs 3 in Abhängigkeit vom Verspannwinkel α des Hauptpleuels 2 ist in Figur 12 und der schematische Getriebeaufbau in Figur 13 dargestellt. Es ist aus Figur 12 ersichtlich, dass bei dem ersten Zeitpunkt t1 im ersten Punkt P1 durch die der Drehzahl n5 des Außenrings vorauseilende Drehzahl n1 des Vorsteuerrings 1 der Beginn des Beschleunigens der Klemmelemente in Richtung Spalt zu verzeich- nen. Bei dem zweiten Zeitpunkt t2 beginnt der Spannvorgang durch den Außenring am Abtrieb Ab zu wirken, dies ist gekennzeichnet durch den zweiten Punkt P2.

Aus Figur 13 wird deutlich, dass das Hauptpleuel 2 über den Vorsteuerfreilauf 2 im Pleuelauge 2.1 sowie über das Antriebsrad 4 auf den Vorsteuerring 1 , der einen Radius r1 aufweist, wirkt.

Figur 14 zeigt die Vorderansicht einer Freilaufanordnung gem. Fig. 13 mit eingezeichneten Hebelarmen. Daraus ist ersichtlich, dass die Antriebskurbel 2.3 eine Hebelarmlänge L2.3 und das Hauptpleuel 2 eine Hebelarmlänge 12 aufweisen und dass die Hebelarme in einem Verspannwinkel α zueinander angeordnet sind.

Die schematische Darstellung der am Klemmkörper 7 wirkenden Kräfte bei Reibschluss zeigt Figur 15. Durch die schematisch angedeuteten Federn 17 ist der Vorsteuerring 1 radial weich gelagert. In dem Drehpunkt D des Klemmkörpers 1 wirken über den Außenring radiale Kräfte Fradiai und in Richtung zum Außenring und zum Innenring tangentiale Reibkräfte F_Rei_{b A}b- Im Schwerpunkt S des Klemmkörpers 7 wirkt dessen Massenträgheitskraft F_MaSsenträgheit-

In Figur 16 ist die schematische Darstellung der am Klemmkörper 7 wirkenden Kräfte bei Formschluss dargestellt, denn es ist möglich, dass auf das Klemmelement 7 radial ein den Formschluss gewährleistendes Formelement wirkt, welches am Vorsteuerring oder am Käfig angeordnet ist. In diesem Fall ist vorteilhafter Weise eine separate Radialfeder 22 vorgesehen, die eine radiale Vorspannung auf das Klemmelement 7 überträgt. Radial außen wirkt jeweils auf den Klemmkörper 7 in diesem Fall eine Beschleunigungskraft F_Besc eunigung- Im Schwerpunkt S des Klemmkörpers 7 wirkt ebenfalls dessen Massenträgheitskraft F_MaSsentiagheit und in Richtung zum Innenring/Abtrieb Ab eine tangentiale Reibkraft F _Reib At>-

Mit der erfindungsgemäßen Lösung ist es erstmals möglich, die Klemmkörper beim Spannvorgang durch den Vorsteuerring bereits aufzustellen und in den Spalt zu beschleunigen, so dass anschließend der Spannvorgang effektiv und sicher erfolgen kann.

Der Bauraumbedarf, insbesondere bezogen auf die axiale Breite der Freilaufanordnung, ist dabei im Vergleich zu herkömmlichen Lösungen gering, da der Vorsteuerring nur die Massekräfte der Klemmkörper über Kraft- bzw. Formschluss übertragen muss, diese sind im Vergleich zu den Spannkräften des Außenrings gering. Bezugszeichenliste

Vorsteuerring 21 Vorsteuerpleuel

.1 Außenverzahnung 22 Radialfeder

.2 Absatz

Hauptpleuel Ab Abtrieb

.2 Pleuelauge D Drehpunkt

.3 Antriebskurbel Fßeschieunigung Beschleunigungskraft

Vorsteuerfreilauf FMassenträgheit Massenträgheitskraft

Antriebsrad Fradial radiale Kräfte

.1 Außenverzahnung FReib Ab Reibkräfte am Antrieb.2 Bolzen L1 erster Lagerpunkt

Außenring L2 zweiter Lagerpunkt.1 Ausnehmung n Ab Drehzahl am Abtrieb

Käfig n1 Drehzahl des Vorsteuerrings.1 erster Teil des Käfigs n5 Drehzahl des Außenrings.2 zweiter Teil des Käfigs P1 erster Punkt

Klemmkörper P2 zweiter Punkt

.1 , 7.2 Vorsprünge in Richtung zum S Schwerpunkt

Innenring

.3, 7.4 Vorsprünge in Richtung zum SP Klemmspalt

Außenring

a erste Kontaktfläche α Verspannwinkelb zweite Kontaktfläche

Innenring

Anlaufscheibe

0 erste Wälzkörper

1 zweite Wälzkörper

2 Gleitelemente

2.1 Gleitflächen

3 erste Stege

4 erste ringförmige Elemente

5 zweite ringförmige Elemente

6 zweite Stege

7 Feder

7.1 erster Schenkel

7.2 zweiter Schenkel

8 Aufnahmeelemente

9 Ausformung

0 Bund

Claims

Patentansprüche

1. Freilaufanordnung, insbesondere für ein CVT-Getriebe, mit einem Innenring (8), einem relativ zum Innenring (8) drehbaren Außenring (5), der radial um den Innenring (8) herum angeordnet ist, mehreren Klemmkörpern (7), die zwischen dem Innenring (8) und dem Außenring (5) in einem Käfig (6) angeordnet sind, und einer Klemmkörperan- federung zum Beaufschlagen der Klemmkörper (7) mit einer in Richtung zum Innenring wirkenden Federkraft einer Feder (17) sowie mit einem Vorsteuerring (1 ), dadurch gekennzeichnet, dass der Vorsteuerring (1 ) dem Außenring (5) der Freilaufanordnung in Spannrichtung voraus eilt und die Klemmkörper (7) vor Beginn des Spannvorgangs aufstellt/in den Klemmspalt (SP) beschleunigt.

2. Freilaufanordnung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Vorsteuerring (1 ) parallel zum Außenring (5) angeordnet ist.

3. Freilaufanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Drehzahlverlauf des Vorsteuerrings (1) vom Drehzahlverlauf des Außenrings (5) so unterscheidet, dass der Vorsteuerring (1) den Außenring (5) überholt und in Spannrichtung die Klemmkörper aufstellt/in den Klemmspalt beschleunigt, bevor der Außenring (5) einen Freilaufmoment aufbaut.

4. Freilaufanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorsteuerring (1) über ein mit dem Freilauf gekoppeltes Hauptpleuel (2) und einen Vorsteuerfreilauf (3) betätigbar ist.

5. Freilaufanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorsteuerring (1 ) mittels des Vorsteuerfreilaufs (3) und einem Winkel/Verspannwinkel (a) zwischen Hauptpleuel (2) und Antriebskurbel (2.3) betätigbar ist.

6. Freilaufanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorsteuerring (1 ) über ein zusätzliches Vorsteuerpleuel (21 ) betätigbar ist.

7. Freilaufanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorsteuerring (1) über die Federn (17) der Klemmkörperanfederung auf die Klemmkörper (7) einwirkt.

8. Freilaufanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass jedem Klemmkörper (7) eine am Käfig (6) aufgenommene Feder (17) der Klemmkör- peranfederung zugeordnet ist und dass der Vorsteuerring (1) bei Betätigung in Spannrichtung auf die Feder (17) wirkt und diese den Klemmkörper (7) aufstellt/in den Klemmspalt beschleunigt.

9. Freilaufanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die am Käfig aufgenommene Feder (17) einen sich radial nach außen erstreckenden ersten Schenkel (17.1) und einen dazu in Spannrichtung abgewinkelten zweiten Schenkel (17.2) aufweist, wobei der zweite Schenkel (17.2) am Klemmkörper (7) anliegt und durch den Vorsteuerring (1 ) in Spannrichtung gegen den Klemmkörper (7) wirkt und diesen in Spannrichtung aufstellt.

10. Freilaufanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorsteuerring (1 ) mit dem Käfig (6) gekoppelt ist und bei Betätigung in Spannrichtung gemeinsam mit dem Käfig (6) und den Federn (17) relativ zum Außenring (5) eine vorauseilende Bewegung vollführt, wodurch die Klemmkörper (7) durch die auf sie wirkenden Federn (17) in Spannrichtung aufgestellt werden.

11. Freilaufanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Käfig zwei ringförmige Elemente aufweist, die durch Stege miteinander verbunden sind und dass sich von den Stegen aus die Federn (17) erstrecken.

12. Freilaufanordnung nach Anspruch 11 , dadurch gekennzeichnet, dass sich an jedes Ende eines Steges radial nach außen zwei Aufnahmeelemente (18) erstrecken, die jeweils mit dem Steg ein U-förmiges Profil bilden und dass in das U-förmige Profil eine sich axial erstreckende Ausformung (19) des Vorsteuerringes (1 ) eingreift.

13. Freilaufanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Käfig (6) radial nach innen weisende Gleitelemente (12) mit Gleitflächen (12.1 ) aufweist, an welchen die Klemmkörper (7) entlang gleiten.

14. Freilaufanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass beidseitig zum Außenring (5) jeweils außen ein Vorsteuerring (1 ) angeordnet ist und dass beide Vorsteuerringe (1 ) miteinander verbunden/gekoppelt sind.