Die Erfindung betrifft eine Freilaufeinrichtung für einen Antriebsstrang von einem Fahrzeug mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1. Ferner betrifft die Erfindung eine Kupplungsanordnung mit der Freilaufeinrichtung.

Bei Fahrzeugen werden unterschiedliche Bauarten von Kupplungen benötigt: Bei Verbrennungsmotoren sind Reibkupplungen sehr verbreitet, bei Elektromotoren als Antriebsmotoren werden auch oftmals formschlüssige Kupplungen und/oder Klauenkupplungen eingesetzt. Um ein automatisiertes Einkuppeln und Auskuppeln in verschiedenen Fahrzuständen des Fahrzeugs zu erreichen, sind auch Freilaufkupplungen weit verbreitet, wobei in Abhängigkeit der Drehgeschwindigkeit und der Drehrichtung von zwei über die Freiluftkupplung verbundene Wellen eine drehmomentübertragende Verbindung geöffnet oder geschlossen wird.

Beispielsweise offenbart die Druckschrift US2009145718 A1 , die den nächstkommenden Stand der Technik bildet, eine Freilaufkupplung, umfassend: einen inneren Laufring mit einer Mehrzahl von Klinkenaufnahmeaussparungen, einer Mehrzahl von Federaufnahmeaussparungen, einen den inneren Laufring umgebenden äußeren Laufring, wobei der äußere Laufring und der innere Laufring in einer Antriebsrichtung relativ zueinander fixiert sind und in einer Freilaufrichtung relativ zueinander um eine Achse drehbar sind, eine Mehrzahl von Klinken zwischen dem inneren Laufring und dem äußeren Laufring, wobei jede Klinke in einer entsprechenden Klinkenaufnahmeaussparung der Mehrzahl von Klinkenaufnahmeaussparungen aufgenommen ist und jede Klinke einen vorderen Abschnitt und einen hinteren Abschnitt aufweist, und eine Mehrzahl von Bandfedern zwischen dem inneren Laufring und dem äußeren Laufring, wobei benachbarte Bandfedern mit integralen Spangen und Brücken aneinander befestigt sind, wobei jede Klinke zwischen zwei Spangen angeordnet ist, so dass ein um laufender Haltering gebildet ist. Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Freilaufeinrichtung mit einem vereinfachten Aufbau vorzuschlagen. Diese Aufgabe wird durch eine Freilaufeinrichtung mit den Merkmalen des Anspruch 1 sowie durch eine Kupplungsanordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 9 gelöst. Bevorzugte oder vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der nachfolgenden Beschreibung sowie den beigefügten Figuren.

Gegenstand der Erfindung ist eine Freilaufeinrichtung, welche insbesondere für einen Antriebsstrang eines Fahrzeugs ausgebildet und/oder geeignet ist. Insbesondere ist die Freilaufeinrichtung als eine Überholkupplung und/oder als eine drehrichtungsabhängige Kupplung ausgebildet. Insbesondere überträgt die Freilaufeinrichtung abhängig von der Drehrichtung zwischen den beiden Freilaufpartnern ein Drehmoment.

Die Freilaufeinrichtung weist einen ersten Freilaufpartner und einen zweiten Freilaufpartner auf. Insbesondere sind die Freilaufpartner um eine gemeinsame Hauptdrehachse verdrehbar. Vorzugsweise ist der erste Freilaufpartner drehmomentübertragend mit einem ersten rotierenden Bauteil, z.B. einer ersten Welle, verbindbar und/oder verbunden und der zweite Freilaufpartner drehmomentübertragend mit einem zweiten rotierenden Bauteil, z.B. einer zweiten Welle, verbindbar und/oder verbunden. Die beiden Freilaufpartner sind in Bezug auf die Hauptdrehachse vorzugsweise koaxial und/oder konzentrisch zueinander angeordnet.

Die Freilaufeinrichtung weist eine Mehrzahl von Sperrkörpern auf, welche in radialer Richtung zu der Hauptdrehachse auslenkbar an dem einen Freilaufpartner angeordnet, insbesondere festgelegt sind und mit einer an dem anderen Freilaufpartner angeordneten rampenförmigen Sperrkontur in Abhängigkeit der Drehrichtung und/oder der Drehgeschwindigkeit formschlüssig Zusammenwirken. In einem Sperrzustand der Freilaufeinrichtung greifen die Sperrkörper in einer festgelegten Drehrichtung vorzugsweise formschlüssig in die Sperrkontur ein und gleiten in einem Freilaufzustand der Freilaufeinrichtung in einer der Drehrichtung entgegen gerichteten Gegendrehrichtung an der Sperrkontur ab. Die Sperrkontur ist vorzugsweise durch eine umlaufende Zahnrampengeometrie, insbesondere eine Sägezahnrampe, gebildet. Die Zahnrampen sind insbesondere in radialer Richtung ausgerichtet. Die Sperrkörper sind vorzugsweise als radial bewegbare Sperrklinken ausgebildet. Insbesondere erstrecken sich Schwenkachsen oder Schwenkbereiche der Sperrkörper parallel zu der Hauptdrehachse.

Im Rahmen der Erfindung wird vorgeschlagen, dass die Freilaufeinrichtung eine Zwischenhülse aufweist. Die Zwischenhülse umfasst einen die Hauptdrehachse umlaufenden Hülsenabschnitt und eine Mehrzahl von Federabschnitten. Insbesondere weist die Zwischenhülse die Form eines Hohlzylinders auf. Die Federabschnitte sind angeordnet und/oder ausgebildet, eine Federbelastung auf die Sperrkörper umzusetzen. Insbesondere werden die Sperrkörper in radialer Richtung in Bezug auf die Hauptdrehachse federbelastet. Der Hülsenabschnitt und die Federabschnitte sind einmaterialig und/oder einteilig aus einem gemeinsamen, zusammenhängenden Grundmaterial ausgebildet. Insbesondere sind die Federabschnitte als nur teilweise und nicht vollständig von dem Hülsenabschnitt getrennte Abschnitte ausgebildet, welche über einen Befestigungsbereich mit dem Hülsenabschnitt einmaterialig und/oder einteilig Zusammenhängen. Insbesondere sind der Hülsenabschnitt und die Federabschnitte gemeinsam monolithisch realisiert.

Es ist dabei ein Vorteil der Erfindung, dass durch die gemeinsame Ausbildung von Hülsenabschnitt und den Federabschnitten die Montage der Freilaufeinrichtung deutlich vereinfacht ist. So ist es nicht mehr notwendig, eine Vielzahl von Einzelteilen zur Federbelastung der Sperrkörper zu montieren, sondern die Zwischenhülse weist integriert die Federabschnitte auf, so dass die Zwischenhülse als ein einziges Bauteil in die Freilaufeinrichtung eingebaut werden kann. Die Federabschnitte hängen ungeteilt mit dem Hülsenabschnitt zusammen, so dass die Zwischenhülse aus einer Verfahrensfolge und/oder Verfahrenskombination, insbesondere von Trennen und Umformen gebildet ist, jedoch die einzelnen Federabschnitte nicht separat montiert werden müssen. Durch die einmaterialig-zusammenhängende Ausbildung der Zwischenhülse umfassend den Hülsenabschnitt und die Federabschnitte kann die Zwischenhülse somit als ein Bauteil aus einem gemeinsamen Grundmaterial einteilig und in hoher Qualität gefertigt werden. Durch den vereinfachten Aufbau wird sowohl die Fertigung als auch die Montage der Freilaufeinrichtung vereinfacht.

Bei einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung sind die Federabschnitte jeweils als ein Blattfederabschnitt ausgebildet. Vorzugsweise ist der jeweilige Blattfederabschnitt über einen parallel zu der Hauptdrehachse verlaufenden Befestigungsbereich mit dem Hülsenabschnitt einmaterialig und/oder einteilig verbunden. In radialer Draufsicht weist der Blattfederabschnitt bevorzugt eine rechteckige Form auf, wobei eine Seitenkante der rechteckigen Form den verbindenden Befestigungsbereich bildet. Optional kann der Blattfederabschnitt zur Erzeugung und/oder zur Erhöhung der Federbelastung in radialer Richtung, wahlweise radial nach innen oder radial nach außen umgebogen sein, beispielsweise, so dass dieser z.B. in tangentialer Richtung zu dem Teilkreisdurchmesser des Hülsenabschnitts verläuft. Durch die Ausbildung als Blattfederabschnitt kann die Federbelastung besonders einfach konstruktiv umgesetzt werden.

Es ist bevorzugt, dass die Federabschnitte, zumindest zum Teil oder alle, als Vorspannfederabschnitte ausgebildet sind, wobei die Vorspannfederabschnitte die Sperrkörper gegen die Sperrkontur vorspannen. Bevorzugt ist jedem Sperrkörper ein derartiger Vorspannfederabschnitt zugeordnet. Diese Konkretisierung unterstreicht den Gedanken, durch eine geringe Anzahl von Einzelteilen, nämlich die Umsetzung der Federbelastung der Sperrkörper durch die einteilige und/oder einmaterialige Zwischenhülse, den Aufbau der Freilaufeinrichtung zu vereinfachen.

Alternativ oder ergänzend ist es bevorzugt, dass die Federabschnitte als Kontrollfederabschnitte ausgebildet sind, wobei die Kontrollfederabschnitte die radiale Auslenkung der Sperrkörper blockieren, so dass die Sperrkörper von der Sperrkontur getrennt sind. Vorzugsweise ist jedem Sperrkörper ein derartiger Kontrollfederabschnitt zugeordnet. Die Umsetzung der Blockade der Sperrkörper durch die elastischen Kontrollfederabschnitte hat den Vorteil, dass auch bei einem toleranzbehafteten Betrieb etwaige Toleranzen in einfacher Weise durch die elastisch auslenkbaren Kontrollfederabschnitte kompensiert werden.

Bei einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist die Zwischenhülse als eine Kontrollhülse ausgebildet, wobei die Zwischenhülse in Umlaufrichtung um die Hauptdrehachse unterschiedliche Kontrollstellungen zur Kontrolle der Sperrkörper einnehmen kann. Insbesondere kann die Zwischenhülse in Umlaufrichtung verdreht werden, um die unterschiedlichen Kontrollstellungen einzunehmen. In einer Aktivstellung als Kontrollstellung der Zwischenhülse gibt die Zwischenhülse die Sperrkörper für einen Eingriff in die Sperrkontur frei. Damit ist die Freilaufeinrichtung zugeschaltet. In einer Passivstellung als Kontrollstellung hält die Zwischenhülse die Sperrkörper außer Eingriff zu der Sperrkontur. In dieser Kontrollstellung ist die Freilaufeinrichtung abgeschaltet. Ohne weitere Maßnahmen können die zwei Freilaufpartner bei der abgeschalteten Freilaufeinrichtung unabhängig voneinander in beide Richtungen rotieren. In der Aktivstellung spannen die Vorspannfederabschnitte die Sperrkörper gegen die Sperrkontur vor. In der Passivstellung können prinzipiell beliebige Kontrollorgane die Sperrkörper außer Eingriff zu der Sperrkontur halten. Bevorzugt blockieren die Kontrollfederabschnitte die radiale Auslenkung der Sperrkörper, so dass diese zu der Sperrkontur eingriffslos angeordnet sind. Besonders bevorzugt werden die Sperrkörper in der Passivstellung der Zwischenhülse in eine erste radiale Richtung durch die Kontrollfederabschnitte gedrückt und/oder in der Aktivstellung der Zwischenhülse in eine gegenläufige zweite radiale Richtung, insbesondere in Richtung der Sperrkontur, durch die Vorspannfederabschnitte gedrückt.

Es ist besonders bevorzugt, dass bei einer Drehung der Zwischenhülse in einer ersten Drehrichtung die Aktivstellung und bei einer Drehung der Zwischenhülse in einer Gegenrichtung zu der ersten Drehrichtung die Passivstellung als Kontrollstellung eingestellt wird. Daraus folgt, dass bei der Drehung der Zwischenhülse in die Aktivstellung die Vorspannfederabschnitte zu den Sperrkörpern gefahren werden und bei einer Drehung in der Gegenrichtung die Vorspannfederabschnitte weggefahren und die Kontrollfederabschnitte zu den Sperrkörpern gefahren werden. Bei einer Drehung in die ursprüngliche Richtung werden die Kontrollfederabschnitte wieder weggefahren und die Vorspannfederabschnitte zugefahren.

Durch diese Ausgestaltung ergibt sich für die Zwischenhülse ein vergleichsweise einfach zu fertigendes, jedoch hinsichtlich der Funktionen hochintegriertes Bauteil, welches in einfacher Weise in die Freilaufeinrichtung eingebaut werden und diese in einfacher Weise schalten kann.

Bei einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung weist die Zwischenhülse eine Mehrzahl von Öffnungsbereichen auf, wobei die Kontrollfederabschnitte und die Vorspannfederabschnitte in den Öffnungsbereichen in Umlaufrichtung gegenüberliegend angeordnet sind. Vorzugsweise sind die Öffnungsbereiche jeweils in Abwicklung der Zwischenhülse rechteckig ausgebildet, wobei die Kontrollfederabschnitte und die Vorspannfederabschnitte mit den freien Federbereichen zueinander zugewandt sind, wobei besonders bevorzugt zwischen dem Kontrollfederabschnitt und dem Vorspannfederabschnitt in einem gemeinsamen Öffnungsbereich eine Beabstandung in Umlaufrichtung vorliegt, wobei die Beabstandung mindestens der Erstreckung des Kontrollfederabschnitts oder des Vorspannfederabschnitts in Umlaufrichtung entspricht.

Bei einer bevorzugten konstruktiven Ausgestaltung der Erfindung ist die Zwischenhülse zumindest bereichsweise und/oder in mindestens einer Kontrollstellung zwischen den Sperrkörpern und der Sperrkontur angeordnet. Durch diese Positionierung wird erreicht, dass die Zwischenhülse die Sperrkörper von der Sperrkontur abhalten kann. Alternativ oder ergänzend wird dadurch erreicht, dass die Zwischenhülse die Sperrkörper in Richtung der Sperrkontur vorspannen kann. Aus dieser Ausgestaltung ergibt sich, dass die Freilaufeinrichtung sehr bauraumsparend umgesetzt werden kann.

Bei einer bevorzugten konstruktiven Umsetzung sind die Sperrkörper radial außen zu der Sperrkontur angeordnet. Optional ergänzend ist es bevorzugt, dass die Kontrollfederabschnitte in der Passivstellung die Sperrkörper in radialer Richtung untergreifen, um die Sperrkörper zu blockieren. Insbesondere drückt der jeweilige Kontrollfederabschnitt von radial innen gegen den Sperrkörper, um diesen nach radial außen und/oder weg von der Sperrkontur zu drücken. Alternativ oder optional ergänzend übergreifen die Vorspannfederabschnitte in der Aktivstellung die Sperrkörper in radialer Richtung, um die Sperrkörper vorzuspannen. Insbesondere drückt der jeweilige Vorspannfederabschnitt von radial außen auf die Sperrkörper, um diesen nach radial innen und/oder gegen die Sperrkontur zu drücken.

In einer möglichen konkreten Ausgestaltung weist der erste Freilaufpartner an einem Innenumfang eine Mehrzahl an Aufnahmetaschen zur Aufnahme der Sperrkörper und der zweite Freilaufpartner an einem den Sperrkörpern gegenüberliegenden Außenumfang die Sperrkontur auf. Insbesondere sind die Sperrkörper innerhalb der Aufnahmetaschen versenkbar aufgenommen. Die Aufnahmetaschen bilden vorzugsweise eine Negativkontur der Sperrkörper. In radialer Richtung sind die Sperrkörper bewegbar in der jeweiligen Aufnahmetasche gelagert. Im zugeschalteten Zustand sind die Sperrkörper teilweise aus der jeweiligen Aufnahmetasche ausgesteuert, sodass diese einerseits mit der Sperrkontur und andererseits mit der Aufnahmetasche drehmomentübertragend in Eingriff stehen. Im abgeschalteten Zustand sind die Sperrkörper vollständig oder größtenteils in die jeweilige Aufnahmetasche eingesteuert, sodass diese außer Eingriff bzw. beabstandet zu der Sperrkontur angeordnet sind. Durch die konzentrische Anordnung der Freilaufpartner können die Sperrköper in einfacher und platzsparender Weise in die Aufnahmetaschen ein- bzw. ausgesteuert werden.

Ein weiterer Gegenstand Erfindung betrifft eine Kupplungsanordnung, wobei die Kupplungsanordnung die Freilaufeinrichtung aufweist, wie diese zuvor beschrieben wurde. Bei der Kupplungsanordnung bildet der erste Freilaufpartner einen ersten Kupplungspartner und der zweite Freilaufpartner einen zweiten Kupplungspartner einer formschlüssigen Kupplung wie z.B. einer dog clutch. Die Kupplungsanordnung weist zudem eine koaxial zu den beiden Kupplungspartnern und/oder Freilaufpartnern verschiebbar angeordnete Schiebemuffe zur Steuerung der Kupplungsanordnung und zur drehfesten Verbindung der Freilaufpartnern als Kupplungspartner der formschlüssigen Kupplung auf. Die Schiebemuffe ist mit der Zwischenhülse bewegungsgekoppelt, so dass die Zwischenhülse zwischen der Passivstellung und der Aktivstellung durch die Schiebemuffe umgeschaltet werden kann. Insbesondere ist die Schiebemuffe mit der Zwischenhülse derart bewegungsgekoppelt, sodass diese bei einer axialen Verschiebung der Schiebemuffe in Umlaufrichtung geschwenkt wird.

Die Schiebemuffe ist vorzugsweise in axialer Richtung in Bezug auf die Hauptdrehachse relativ zu den beiden Freilaufpartnern verschiebbar und in Umfangsrichtung drehfest mit dem ersten und/oder dem zweiten Freilaufpartner verbunden bzw. verbindbar. Insbesondere sind die beiden Freilaufpartner radial innerhalb der Schiebemuffe aufgenommen bzw. aufnehmbar. Optional kann die Schiebemuffe an ihrem Außenumfang eine in Umlaufrichtung verlaufende Nut zur Anbindung eines Betätigungsaktuators aufweist. Insbesondere dient die Nut zur Aufnahme einer Schaltgabel, insbesondere zur Aufnahme eines Gleitsteins. Die Schiebemuffe ist in axialer Richtung in Bezug auf die Hauptdrehachse zwischen einer Sperrstellung, einer Freilaufstellung und einer Neutralstellung verschiebbar. Insbesondere ist die Schiebemuffe in einer axialen Richtung bezogen auf die Hauptdrehachse von der Sperrstellung in die Freilaufstellung und anschließend in die Neutralstellung und in umgekehrter Reihenfolge in einer axialen Gegenrichtung verschiebbar.

In der Sperrstellung sind die beiden Freilaufpartner in einer Drehrichtung und in einer Gegendrehrichtung als Kupplungspartner über die Schiebemuffe drehfest miteinander verbunden. Insbesondere steht die Schiebemuffe in der Sperrstellung mit dem ersten und dem zweiten Freilaufpartner in Umfangsrichtung formschlüssig in Eingriff, um die beiden Freilaufpartner bei einer Rotation in der Drehrichtung und der Gegendrehrichtung drehfest miteinander zu verbinden. Durch axiales Verschieben der Schiebemuffe in die Freilaufstellung, wird die drehfeste Verbindung zwischen den beiden Freilaufpartnern zumindest teilweise aufgehoben und/oder die formschlüssige Kupplung geöffnet. In der Freilaufstellung sind die beiden Freilaufpartner über die Freilaufeinrichtung in genau einer Drehrichtung drehfest miteinander verbunden. Die Schiebemuffe steuert die Aktivstellung der Zwischenhülse an. Insbesondere stehen die Sperrkörper in der Freilaufstellung mit dem ersten und dem zweiten Freilaufpartner in der Drehrichtung formschlüssig in Eingriff, um die beiden Freilaufpartner bei einer Rotation in der Drehrichtung drehfest miteinander zu verbinden. Wohingegen die beiden Freilaufpartner bei einer Rotation in einer Gegendrehrichtung relativ zueinander verdrehbar sind bzw. einer der beiden Freilaufpartner stationär verbleibt. Durch axiales Verschieben der Schiebemuffe in die Neutralstellung wird die Freilaufeinrichtung abgeschaltet.

In der Neutralstellung sind die Sperrkörper durch die Ansteuerung der Zwischenhülse durch die Schiebemuffe außer Eingriff zu der Sperrkontur gehalten, sodass die beiden Freilaufpartner in der Drehrichtung und in der Gegendrehrichtung relativ zueinander verdrehbar sind. Die Schiebemuffe steuert die Zwischenhülse an, so dass diese in der Passivstellung ist. Durch axiales Verschieben der Schiebemuffe in die Neutralstellung, wird die drehfeste Verbindung zwischen den beiden Freilaufpartnern vollständig aufgehoben.

Der Vorteil der Kupplungsanordnung ist, dass sich diese aufgrund der axialen Verschiebung der Schiebemuffe durch eine einfache, insbesondere unter Last schaltbare Betätigung auszeichnet. Durch die Steuerung der Freilaufeinrichtung über die Schiebemuffe kann zudem auf einen zusätzlichen Betätigungsaktuator für die Freilaufeinrichtung verzichtet werden, sodass die Kupplungsanordnung mit deutlich weniger Bauteilen auskommt und zugleich besonders kostengünstig ausgestaltet werden kann. Ein weiterer Vorteil besteht zudem darin, dass die Kupplungsanordnung besonders robust ausgestaltet werden kann und zur Übertragung hoher Momente geeignet ist.

In einer weiteren Ausgestaltung ist vorgesehen, dass der erste Freilaufpartner eine Außenverzahnung und der zweite Freilaufpartner eine Sperrverzahnung aufweist. Die Schiebemuffe steht über eine Innenverzahnung mit der Außenverzahnung drehfest in Eingriff, wobei die Innenverzahnung bei einer Verschiebung in die Sperrstellung zusätzlich mit der Sperrverzahnung drehfest in Eingriff bringbar ist, um die beiden Freilaufpartner drehfest miteinander zu koppeln. Die Außen-, Innen-, und Sperrverzahnung sind jeweils als eine in axialer Richtung in Bezug auf die Hauptdrehachse ausgerichtete Geradverzahnung ausgebildet, sodass die Schiebemuffe und der erste bzw. zweite Freilaufpartner relativ zueinander in axialer Richtung zu der Hauptdrehachse verschiebbar sind und in Umlaufrichtung drehfest zueinander gekoppelt sind. Insbesondere sind zumindest die Innenverzahnung der Schiebemuffe und die Außenverzahnung des ersten Freilaufpartners durch, zu der Hauptdrehachse axial verlaufende Stege oder Zähne oder Nuten ausgebildet. Vorzugsweise weist die Schiebemuffe axial an der zum zweiten Freilaufpartner gerichteten Seite der Innenverzahnung eine Dachverzahnung auf. Alternativ oder optional ergänzend weist der zweite Freilaufpartner axial an der zur Schiebemuffe gerichteten Seite der Sperrverzahnung eine Dachverzahnung auf.

Bei einer bevorzugten konstruktiven Ausgestaltung der Erfindung weist die Zwischenhülse ein Kulissenorgan und die Schiebemuffe eine Kulisse auf, an oder in der das Kulissenorgan abfahren kann. Das Kulissenorgan und die Kulisse bilden gemeinsam eine Kulissensteuerung. Die Bewegungskopplung zwischen der Schiebemuffe und der Zwischenhülse erfolgt über die Kulissensteuerung, so dass bei einer axialen Verschiebung der Schiebemuffe über die Kulissensteuerung die Zwischenhülse geschwenkt wird.

Ein möglicher Gegenstand der Erfindung betrifft einen Antriebsstrang mit einer ersten und einer zweiten Welle sowie mit der Kupplungsanordnung wie diese bereits zuvor beschrieben wurde. Die erste Welle ist drehfest mit dem ersten Freilaufpartner und die zweite Welle ist drehfest mit dem zweiten Freilaufpartner verbunden, wobei eine Drehmomentübertragung zwischen den beiden Wellen durch ein axiales Verschieben einer Schiebemuffe der Kupplungsanordnung steuerbar ist. Insbesondere weist der erste Freilaufpartner eine erste Mitnahmeverzahnung zur drehfesten Anbindung der ersten Welle und der zweite Freilaufpartner eine zweite Mitnahmeverzahnung zur drehfesten Anbindung der zweiten Welle auf. Der Antriebsstrang ist vorzugsweise zum Antriebs eines Fahrzeuges, insbesondere eines Kraftfahrzeuges, ausgebildet und/oder geeignet. Vorzugsweise ist der Antriebsstrang für eine elektrische Achse des Fahrzeugs ausgebildet und/oder geeignet. Die Kupplungsanordnung kann dabei Teil einer Zu- oder Abschalteinheit („Connect- oder Disconnect-Einheit“) ausgebildet sein, um beispielsweise einen elektrischen Antrieb von den Antriebswellen des Fahrzeuges lösen. Hierzu kann die eine Welle als eine motorseitige Antriebswelle und die andere Welle als eine radseitige Abtriebswelle ausgebildet sein.

Weitere Merkmale, Vorteile und Wirkungen der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele der Erfindung. Dabei zeigen:

Figur 1 eine Explosionsdarstellung einer Kupplungsanordnung als ein Ausführungsbeispiel der Erfindung;

Figur 2 eine Querschnittansicht der Kupplungsanordnung in der Figur 1 ;

Figur 3 eine seitliche Draufsicht auf die Kupplungsanordnung der vorhergehenden Figuren in einer Sperrstellung;

Fig. 4 a, b eine seitliche Draufsicht sowie eine Querschnittansicht

Kupplungsanordnung der vorhergehenden Figuren in einer Freilaufstellung;

Fig. 5 a, b eine seitliche Draufsicht sowie eine Querschnittansicht

Kupplungsanordnung der vorhergehenden Figuren in einer Neutralstellung.

Figur 1 zeigt eine Kupplungsanordnung 1 mit einer Freilaufeinrichtung 11 in einer Explosionsdarstellung als ein Ausführungsbeispiel der Erfindung. Die Freilaufeinrichtung 11 weist einen ersten und einen zweiten Freilaufpartner 2, 3 auf, welche in Abhängigkeit der Relativdrehung zueinander in einem Sperrzustand in einer Drehrichtung drehfest miteinander gekoppelt sind oder in einem Freilaufzustand freilaufend zueinander angeordnet sind. Die Kupplungsanordnung 1 ist als eine Klauenkupplung und/oder formschlüssige Kupplung ausgebildet, wobei die Freilaufpartner 2, 3 zugleich Kupplungspartner in der Kupplungsanordnung 1 bilden. Die Kupplungsanordnung 1 weist eine Schiebemuffe 4 auf, welche in Bezug auf eine gemeinsame Hauptdrehachse 100 koaxial zu den Freilaufpartnern 2, 3 angeordnet ist.

Der erste Freilaufpartner 2 ist als eine Nabe, insbesondere als ein Muffenträger, ausgebildet, an welchem die Schiebemuffe 4 drehfest angeordnet ist und in einer axialen Richtung 101 sowie einer axiale Gegenrichtung 102 in Bezug auf die Hauptdrehachse 100 verschiebbar angeordnet ist. Hierzu weist der erste Freilaufpartner 2 am Außenumfang eine Außenverzahnung 5 und die Schiebemuffe 4 am Innenumfang eine Innenverzahnung 6 auf, welche jeweils als eine axial zur Hauptdrehachse 100 erstreckende Geradverzahnung ausgebildet sind.

Der zweite Freilaufpartner 3 ist als ein Kupplungskörper ausgebildet, welcher an seinem Außenumfang eine Sperrverzahnung 7 aufweist, wobei die Schiebemuffe 4 bei einer axialen Verschiebung in der axialen Gegenrichtung 102 entlang der Hauptdrehachse 100 mit der Sperrverzahnung 7 drehfest in Eingriff bringbar ist, um die beiden Freilaufpartner 3, 5 drehfest miteinander zu koppeln. Beispielsweise sind der erste und der zweite Freilaufpartner 2, 3 jeweils als ein Stirnrad bzw. ein stirnverzahntes Rad ausgebildet.

Die Schiebemuffe 4 kann mit einem Betätigungsaktuator, nicht dargestellt, verbunden sein, welcher die Schiebemuffe 4 in axialer Richtung in Bezug auf die Hauptdrehachse 100 mit einer Betätigungskraft beaufschlagt. Um die Schiebemuffe 4 in der axialen Richtung 101 bzw. der der axialen Gegenrichtung 102 während einer Rotation um die Hauptdrehachse 100 zu verschieben, weist die Schiebemuffe 4 an ihrem Außenumfang eine umlaufende Nut 24 auf, in welche beispielsweise eine Schaltgabel des Betätigungsaktuators eingreifen kann. Der erste und der zweite Freilaufpartner 2, 3 sind jeweils mit einem rotierenden Bauteil, z.B. einer Welle, drehtest verbunden. Hierzu weist der erste Freilaufpartner 2 am Innenumfang eine erste Mitnahmeverzahnung 9 und der zweite Freilaufpartner 3 am Innenumfang eine zweite Mitnahmeverzahnung 10 auf. Die erste und die zweite Mitnahmeverzahnung 9, 10 sind jeweils als eine Steckverzahnung ausgebildet. Beispielsweise kann der erste Freilaufpartner 2 auf einer Abtriebsseite und der zweite Freilaufpartner 3 auf einer Antriebsseite angeordnet sein.

Die Freilaufeinrichtung ist als eine schaltbare Freilaufeinrichtung 11 ausgebildet. Die Freilaufeinrichtung 11 weist mehrere, insbesondere sechs um die Hauptdrehachse 100 verteilte Sperrkörper 12 auf, welche jeweils in einer an dem ersten Freilaufpartner 2 ausgebildeten Aufnahmetasche 14 schwenkbar angeordnet sind. Die Aufnahmetaschen 14 sind jeweils als am Innenumfang des ersten Freilaufpartners 2 eingebrachte Vertiefungen ausgebildet, welche im Wesentlichen eine Negativkontur der Sperrkörper 12 bilden. Die Sperrkörper 12 sind in radialer Richtung auslenkbar und in Umfangsrichtung formschlüssig in der jeweils zugehörigen Aufnahmetasche 14 aufgenommen. Für die radiale Auslenkbarkeit weisen die Sperrkörper jeweils eine Schwenkachse 13 auf, wobei die Schwenkachsen 13 parallel zu der Hauptdrehachse ausgerichtet sind und z.B. an dem ersten Freilaufpartner 2 festgelegt sind.

Der zweite Freilaufpartner 3 weist an seinem den Sperrkörpern 12 zugewandten Außenumfang eine rampenförmigen Sperrkontur 15 auf, welche als eine Stirnverzahnung ausgebildet ist. Die Sperrkontur 15 kann mit den Sperrköpern 15 in einem zugeschalteten Zustand des Freilaufs 11 in einer Drehrichtung 103 des zweiten Freilaufpartners 3 formschlüssig Zusammenwirken. In einer der Drehrichtung 103 entgegen gerichteten Gegendrehrichtung 104 sind der erste und der zweite Freilaufpartner 2, 3 relativ zueinander verdrehbar, wobei die Sperrkörper 14 im zugeschalteten Zustand des Freilaufs 11 an der Sperrkontur 15 abgleiten. Die Sperrkörper 12 sind als Sperrklinken ausgebildet und die Sperrkontur 15 ist durch mehrere in Umfangsrichtung ansteigende Sägezahnrampen gebildet. Die Freilaufeinrichtung 11 weist zudem einen in Umfangsrichtung bewegbare Zwischenhülse 16 zur Steuerung des Freilaufs 11 auf, welche bezogen auf die Hauptdrehachse 100 koaxial zu den beiden Freilaufpartnern 2, 3 angeordnet ist. Ferner weist die Kupplungsanordnung 1 einen Führungsring 17 auf, wobei der Führungsring 17 in diesem Ausführungsbeispiel drei Führungsstege 18 aufweist, welche sich in axialer Richtung zu der Hauptdrehachse 100 erstrecken. Der Führungsring 17 dient zur radialen Führung der Zwischenhülse 16. Die Zwischenhülse 16 kann in Umlaufrichtung unterschiedliche Kontrollstellungen, insbesondere eine Passivstellung und eine Aktivstellung einnehmen.

Die Zwischenhülse 16 weist einen Hülsenabschnitt 8 sowie Kontrollfederabschnitte 19 auf, wobei die Kontrollfederabschnitte 19 an dem Hülsenabschnitt 8 angeordnet sind und in der Passivstellung der Zwischenhülse 16 die radiale Auslenkung der Sperrkörper 12 blockieren. Die Kontrollfederabschnitte 19 sind als Blattfederabschnitte ausgebildet, welche jeweils über einen axial verlaufenden Befestigungsbereich mit dem Hülsenabschnitt 8 einteilig und/oder einmaterialig verbunden sind und radial nach innen gebogen sind.

Die Zwischenhülse 16 weist Vorspannfederabschnitte 20 auf, wobei die Vorspannfederabschnitte 20 an dem Hülsenabschnitt 8 angeordnet sind und in der Aktivstellung der Zwischenhülse 16 die Sperrkörper 12 gegen die Sperrkontur 15 vorspannen. Die Vorspannfederabschnitte 20 sind als Blattfederabschnitte ausgebildet, welche jeweils über einen axial verlaufenden Befestigungsbereich mit dem Hülsenabschnitt 8 einteilig und/oder einmaterialig verbunden sind und radial nach außen gebogen sind.

Die Zwischenhülse 16, insbesondere der Hülsenabschnitt 8, weist Öffnungsbereiche 21 auf, wobei jeder Öffnungsbereich 21 in Umlaufrichtung auf der einen Seite mit einem Kontrollfederabschnitt 19 und auf der anderen Seite mit einem Vorspannfederabschnitt 20 versehen ist. Jedem Öffnungsbereich 21 und/oder jedem Kontrollfederabschnitt 19 und/oder jedem Vorspannfederabschnitt 20 ist ein Sperrkörper 12 zugeordnet. Die Zwischenhülse 16 kann beispielsweise als ein Blechring, insbesondere Blechhülse ausgebildet sein, wobei die Kontrollfederabschnitte 19 und die Vorspannfederabschnitte 20 aus dem Blechring zumindest teilweise ausgetrennt sind, jedoch mit dem Hülsenabschnitt 8 über das Grundmaterial der Zwischenhülse 16 einteilig und/oder einmaterialig verbunden sind.

Die Zwischenhülse 16 weist Kulissenorgane 22 auf, welche als Kulissenstifte ausgebildet sind und sich in radialer Richtung nach außen erstrecken. In diesem Ausführungsbeispiel weist die Zwischenhülse 16 drei derartige Kulissenorgane 22 auf, welche in Umlaufrichtung regelmäßig verteilt sind. Der Schiebemuffe 4 weist Kulissen 23 auf, welche gemeinsam mit den Kulissenorganen 22 jeweils eine Kulissensteuerung bilden. Bei einem axialen Verschieben der Schiebemuffe 4 wird das Kulissenorgan 22 entlang der Kulisse 23 geführt, so dass in Abhängigkeit der axialen Position der Schiebemuffe 4 relativ zu der Zwischenhülse 16, die Zwischenhülse 16 in Umlaufrichtung gedreht wird, um die unterschiedlichen Kontrollstellungen, insbesondere die Passivstellung die Aktivstellung, einzunehmen, um die Freilaufeinrichtung 11 zuzuschalten oder abzuschalten.

Die Schiebemuffe 4 ist entlang der Hauptdrehachse 100 in eine Sperrstellung 105, eine Freilaufstellung 106 sowie eine Neutralstellung 107 verschiebbar. In der Sperrstellung 105 steht die Schiebemuffe 4 über die Innenverzahnung 6 einerseits mit der Außenverzahnung 5 und andererseits mit der Sperrverzahnung 7 in Eingriff, sodass die beiden Freilaufpartner 3, 4 in der Drehrichtung 103 und der Gegendrehrichtung 104 drehfest miteinander verbunden sind und die Kupplungspartner bilden. In der Freilaufstellung 106 steht die Schiebemuffe 4 über die Innenverzahnung 6 ausschließlich mit der Außenverzahnung 5 in Eingriff, wobei zugleich die Freilaufeinrichtung 11 zugeschaltet ist, sodass die beiden Freilaufpartner 2, 3 in der Drehrichtung 103 drehfest miteinander verbunden sind und in der Gegendrehrichtung 104 relativ zueinander verdrehbar sind. In der Neutralstellung 107 steht die Schiebemuffe 4 über die Innenverzahnung 6 ausschließlich mit der Außenverzahnung 5 in Eingriff, wobei zugleich die Freilaufeinrichtung 11 abgeschaltet ist, sodass die beiden Freilaufpartner 2, 3 in der Drehrichtung 103 und in der Gegendrehrichtung 104 relativ zueinander verdrehbar sind. Die Figur 2 zeigt eine schematische Querschnittansicht durch die Kupplungsanordnung 1 in der Figur 1 , wobei die Freilaufeinrichtung 11 zugeschaltet und/oder aktiviert ist. Aus der Querschnittansicht ist zu entnehmen, dass die Zwischenhülse 16 sich in der Aktivstellung befindet, wobei die Vorspannfederabschnitte 20 auf den Sperrkörpern 12, insbesondere jeweils auf einem freien, schwenkbaren Ende der Sperrkörper 12 elastisch federnd und/oder federbelastend aufliegen, so dass die Sperrkörper 12 radial nach innen auf die Sperrkontur 15 gedrückt wird. In Abhängigkeit der Drehrichtung kann die Freilaufeinrichtung 11 dann einen Freilaufzustand oder einen Sperrzustand einnehmen. Wird die Zwischenhülse 16 in dieser Darstellung gegen den Uhrzeigersinn gedreht, so werden die Vorspannfederabschnitte 20 von den Sperrkörpern 12 weggefahren, so dass die Vorspannung und/oder Federbelastung aufgehoben wird. Allerdings werden die Kontrollfederabschnitte 19 zu den Sperrkörpern 12 gefahren, so dass die Kontrollfederabschnitte 19 die Sperrkörper 12 blockieren, so dass diese nicht in Kontakt mit der Sperrkontur 15 treten können. In diesem Zustand befindet sich die Freilaufeinrichtung 11 in einem abgeschalteten Zustand und die Zwischenhülse 16 in der Passivstellung. Aus der Figur ist zu entnehmen, dass die Zwischenhülse 16 zumindest bereichsweise zwischen den Sperrkörpern 12 und der Sperrkontur 15 angeordnet ist. Ferner ist aus der Figur zu entnehmen, dass die Vorspannfederabschnitte 20 die Sperrkörper 12 in radialer Richtung betrachtet übergreifen und die Kontrollfederabschnitte 19 die Sperrkörper 12 in radialer Richtung untergreifen.

In der Figur 3 ist die Kupplungsanordnung 1 in der Sperrstellung 105 gezeigt. Die Schiebemuffe 4 übergreift den ersten Freilaufpartner 2 und den zweiten Freilaufpartner 3, wobei die Innenverzahnung 6 der Schiebemuffe 4 sowohl in Eingriff mit der Außenverzahnung 5 des ersten Freilaufpartners 2 als auch mit der Sperrverzahnung 7 des zweiten Freilaufpartners 3 steht, so dass diese drehfest über die Schiebemuffe 4 miteinander verbunden sind. Das Kulissenorgan 22 befindet sich am Anfang der Kulisse 23. Bei einem Übergang von der Sperrstellung 105 zu der Freilaufstellung 106 wird die Schiebemuffe 4 axial in Richtung des ersten Freilaufpartners 2 und/oder in der axialen Richtung 101 verschoben. Nachdem der Anfangsbereich der Kulisse 23 axial ausgerichtet ist, wird durch den Übergang von der Sperrstellung 105 zu der Freilaufstellung 106 die Zwischenhülse 16 über die Kulissenführung nicht betätigt.

Die Figur 4a zeigt die Kupplungsanordnung 1 in der Freilaufstellung 106. Die Schiebemuffe 4 ist soweit verschoben, dass der zweite Freilaufpartner 3 und/oder die Sperrverzahnung 7 freigegeben ist. Dadurch wird der Formschluss zwischen dem ersten und dem zweiten Freilaufpartner 2, 3 über die Schiebemuffe 4 aufgelöst. Wie sich aus der Figur 4 b ergibt, befindet sich die Zwischenhülse 16 in der Aktivstellung, so dass die Vorspannfederabschnitte 20 die Sperrkörper 12 gegen die Sperrkontur 15 drücken. Damit ist die Freilaufeinrichtung 11 aktiviert und ein Drehmoment wird in Abhängigkeit der relativen Drehrichtung zwischen den Freilaufpartnern 2, 3 übertragen.

Die Figur 5a zeigt die Kupplungsanordnung 1 in der Neutralstellung 107. Die Schiebemuffe 4 ist weiter verschoben, wobei der zweite Freilaufpartner 3 und/oder die Sperrverzahnung 7 wie in der Freilaufstellung 106 freigegeben sind. Der Formschluss zwischen dem ersten und zweiten Freilaufpartner 2, 3 über die Schiebemuffe 4 ist weiterhin aufgelöst. Durch das weitere axiale Verschieben der Schiebemuffe 4 in der axialen Richtung 101 wird das Kulissenorgan 22 durch die Kulisse 23, welche in dem Endbereich schräg zur axialen Erstreckung ausgerichtet ist, in Umlaufrichtung verschoben. Durch die Verschiebung des Kulissenorgan 22 wird die Zwischenhülse 16 in Umlaufrichtung gedreht und von der Aktivstellung in die Passivstellung überführt. Wie sich aus der Figur 5 b ergibt, befindet sich die Zwischenhülse 16 in der Passivstellung, wobei die Vorspannfederabschnitte 20 von den Sperrkörpern 12 in Umlaufrichtung weggefahren sind und dagegen die Kontrollfederabschnitte 19 in Kontakt mit den Sperrkörpern 12 stehen und diese in radialer Richtung nach außen drücken, so dass die Sperrkörper 12 von der Sperrkontur 15 getrennt und/oder beabstandet sind. Die Freilaufeinrichtung 11 befindet sich in einem abgeschalteten Zustand. Bezuqszeichenliste

Kupplungsanordnung erster Freilaufpartner zweiter Freilaufpartner Schiebemuffe Außenverzahnung Innenverzahnung Sperrverzahnung Hülsenabschnitt erste Mitnahmeverzahnung zweite Mitnahmeverzahnung Freilauf Sperrköper Schwenkachse Aufnahmetasche Sperrkontur Zwischenhülse Führungsring Führungsstege Kontrollfederabschnitte Vorspannfederabschnitte Öffnungsbereiche Kulissenorgan Kulisse Nut Hauptdrehachse axiale Richtung axiale Gegenrichtung Drehrichtung Gegendrehrichtung Sperrstellung Freilaufstellung Neutralstellung