Die vorliegende Erfindung betrifft eine Rollenfreilaufeinheit für ein Fahrzeug, ein Verfahren zur Montage einer solchen Rollenfreilaufeinheit, ein Fahrzeug mit einer solchen Rollenfreilaufeinheit sowie die Verwendung einer solchen Rollenfreilaufeinheit in einem Fahrzeug.

Rollenfreilaufeinheiten sind im Stand der Technik grundsätzlich bekannt, insbesondere werden diese in Automatikgetrieben in verschiedensten Bauarten eingesetzt. Neben der eigentlichen Funktion des Freilaufes müssen bei der Auslegung einer Freilaufeinheit die jeweiligen Anbindungsmöglichkeiten der Freilaufeinheit an die Umbauteile, wie beispielsweise Gehäuseteile, Wellenelemente, Lageranordnungen und dergleichen, berücksichtigt werden. Darüber hinaus soll eine ausreichende Schmierung und zuletzt auch eine möglichst kostengünstige Herstellung bereitgestellt werden.

Es hat sich nunmehr herausgestellt, dass ein weiterer Bedarf besteht eine Rollenfreilaufeinheit für ein Fahrzeug zu verbessern.

Vor diesem Hintergrund ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte Rollenfreilaufeinheit für ein Fahrzeug bereitzustellen. Diese und andere Aufgaben, die beim Lesen der folgenden Beschreibung noch genannt werden oder vom Fachmann erkannt werden können, werden durch den Gegenstand der unabhängigen Ansprüche gelöst. Die abhängigen Ansprüche bilden den zentralen Gedanken der vorliegenden Erfindung in besonders vorteilhafter Weise weiter.

Eine erfindungsgemäße Rollenfreilaufeinheit für ein Fahrzeug umfasst: ein Außenhülsenelement; ein Innenringelement; ein Käfigelement zur Aufnahme von Federn- /Rollenelementen; wobei das Innenringelement zumindest ein radial abstehendes Gleitschuhelement umfasst, das in axialer Richtung in eine korrespondierend ausgebildete Aufnahme des Käfigelements einbringbar ist, um das Innenringelement und das Käfigelement miteinander zu verbinden.

Mit anderen Worten schlägt die vorliegende Erfindung eine im wesentlichen dreiteilige Rollenfreilaufeinheit vor, die in axialer Richtung miteinander verwendbar ist, wobei durch die Gleitschuhelemente eine Zentrierungs- und Führungsfunktion bereitgestellt wird, sodass eine erfindungsgemäße Rollenfreilaufeinheit vergleichsweise einfach montiert werden kann. Vorteilhafterweise umfasst das Innenringelement mehrere Gleitschuhelemente, die am Umfang des Innenringelements angeordnet sind, wobei das Käfigelement korrespondierend angeordnete Aufnahmen umfasst, wobei das Außenhülsenelement auf Außenflächen der Gleitschuhelemente derart aufgeschoben ist, dass das Außenhülsenelement durch die Gleitschuhelemente zentriert und gelagert ist.

Vorzugsweise umfasst das Innenringelement innenseitig zumindest eine Steckverzahnung, um die Rollenfreilaufeinheit mit einer Welle drehfest zu verbinden. Durch derartige Steckverzahnungen kann eine besonders schnelle Verbindung der Rollenfreilaufeinheit mit einer entsprechenden Welle bereitgestellt werden, wobei je nach vorgesehenem Drehmoment mehrere Steckverzahnungen vorgesehen sein können.

Ferner ist es bevorzugt, dass das Innenringelement und/oder das Käfigelement stirnseitig zumindest eine Ölleitfläche umfasst. Vorteilhafterweise umfasst das Käfigelement zumindest ein Rastmittel, das mit einer korrespondierend ausgebildeten Anlagefläche des Innenringelements im verbundenen Zustand verrastet, um das Käfigelement und das Innenringelement in axialer Richtung zu sichern, wobei vorzugsweise mehrere Rastmittel vorgesehen sind, die vorzugsweise jeweils an einer Seite der Aufnahmen des Käfigelements vorgesehen sind und jeweils mit einer Anlagefläche der Gleitschuhelemente verrasten.

Vorzugsweise umfasst das Käfigelement umfangseitig angeordnete Aussparungen zur Aufnahme der Feder-/Rollenelemente. Vorzugsweise ist das Außenhülsenelement als gehärtetes Tiefziehbauteil, das Käfigelement als Kunststoffbauteil und das Innenringelement als Sinterbauteil bereitgestellt.

Darüber hinaus betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Montage einer Rollenfreilaufeinheit, umfassend die folgenden Schritte: Bereitstellen einer oben beschriebenen Rollenfreilaufeinheit; Verbinden des Käfigelements mit dem Innenringelement, indem die Gleitschuhelemente des Innenringelements in die korrespondierend ausgebildeten Aufnahmen des Käfigelements in axialer Richtung eingeschoben werden; Anordnen der Federn-/Rollenelemente in den Aussparungen zur Aufnahme der Federn-/Rollenelemente; Einschieben des mit dem Innenringelement verbundenen Käfigelements in das Außenhülsenelement, wobei das Außenhülsenelement durch die Gleitschuhelemente zentriert und gelagert wird. Ferner betrifft die vorliegende Erfindung ein Fahrzeug umfassend einen Verbrennungsmotor und einen Elektromotor, wobei der Verbrennungsmotor und der Elektromotor mit zumindest einer oben beschriebenen Rollenfreilaufeinheit gekoppelt sind und die Rollenfreilaufeinheit eingerichtet ist, um bei einem ausschließlich elektrischen Fährbetrieb den Verbrennungsmotor vom Elektromotor abzukoppeln.

Schließlich betrifft die vorliegende Erfindung die Verwendung einer oben beschriebenen Rollenfreilaufeinheit in einem Fahrzeug zur Kopplung eines Verbrennungsmotors und eines Elektromotors, wobei die Rollenfreilaufeinheit eingerichtet ist, um bei einem ausschließlich elektrischen Fährbetrieb den Verbrennungsmotor vom Elektromotor abzukoppeln.

Weitere Merkmale, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, dem Ausführungsbeispiel und den Figuren. Darin zeigen:

Figuren 1 a/1 b schematische Ansichten einer bevorzugten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Rollenfreilaufeinheit;

Figuren 2a/2b schematische Ansichten eines Innenringelements einer erfindungsgemäßen Rollenfreilaufeinheit;

Figuren 3a/3b schematische Ansichten eines Käfigelements einer erfindungsgemäßen Rollenfreilaufeinheit; und

Figuren 4a/4b schematische Ansichten eines mit dem Innenringelement verbundenen Käfigelements.

Die Figuren 1a und 1b zeigen zwei schematische Ansichten einer bevorzugten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Rollenfreilaufeinheit 10. Die Rollenfreilaufeinheit 10 umfasst ein Innenringelement 20, ein Käfigelement 30 und ein Außenhülsenelement 40.

Die gezeigte Rollenfreilaufeinheit 10 kann insbesondere als Kupplung für die Kopplung eines Verbrennungsmotors mit einem Elektromotor in Hybridfahrzeugen eingesetzt werden, insbesondere um einen Verbrennungsmotor in einem rein elektrischen Betriebsmodus vom Elektromotor zu entkoppeln. In den Figuren wurde der Übersichtlichkeit halber von den radial bzw. umfangseitig angeordneten Elementen jeweils nur ein Element mit einem Bezugszeichen versehen. Die Figuren 2a und 2b zeigen zwei schematische Ansichten des Innenringelements 20 der in den Figuren 1a/1b gezeigten erfindungsgemäßen Rollenfreilaufeinheit 10. Das Innenringelement 20 umfasst mehrere am Außenumfang angeordnete Gleitschuhelemente 21 , wobei in der gezeigten bevorzugten Ausführungsform fünf Gleitschuhelemente 21 am Außenumfang des Innenringelements 20 gleichförmig vorgesehen sind. Das Innenringelement 20 umfasst ferner mehrere axial innenliegende Steckverzahnungen 22, die zur drehfesten Verbindung mit einer korrespondierend ausgebildeten Verzahnung einer Welle eines Motors vorgesehen sind. Darüber hinaus umfasst das Innenringelement 20 mehrere am Außenumfang vorgesehene Klemmrampen 23, mit denen die Rollen (vgl. Figuren 4a und 4b) der Rollenfreilaufeinheit 10 in bekannterWeise wechselwirken können, um das Außenhülsenelement 40 und das Innenringelement 20 entweder drehfest miteinander zu koppeln oder einen entsprechenden Freilauf bereitstellen zu können. Wie in den Figuren 2a und 2b gut zu erkennen ist, können die Gleitschuhelemente 21 auch asymmetrisch ausgebildet sein, d.h. dass diese einen Schenkel aufweisen, der angefast ausgebildet ist, um beispielsweise mit einer korrespondierenden Fläche des Käfigelements 30 (vgl. Figuren 4a und 4b) in Anlage gebracht werden zu können. Die radial außen liegenden Flächen der Gleitschuhelemente 21 dienen dabei als Anlagefläche für das Außenhülsenelement 40, wobei durch die gleichmäßig verteilte Anordnung der Gleitschuhelemente 21 eine Zentrierung und Lagerung des Außenhülsenelements 40 bereitgestellt werden kann.

Die Figuren 3a und 3b zeigen zwei schematische Ansichten des Käfigelements 30 der in den Figuren 1a/1b gezeigten erfindungsgemäßen Rollenfreilaufeinheit 10.

Das Käfigelement 30 umfasst Aufnahmen 31 , in die die Gleitschuhelemente 21 des Innenringelements 20 eingeführt werden können, indem beide Elemente in axialer Richtung aufeinander geschoben werden. Wie in den Figuren 3a und 3b gut zu erkennen ist, umfasst das Käfigelement 30 an einer Seite der Aufnahmen 31 Rastelemente 32, die in der gezeigten bevorzugten Ausführungsform als Schnappnasen 32 ausgebildet sind. Diese Rastelemente 32 können die Gleitschuhelemente 21 in axialer Richtung hintergreifen und dadurch beide Teile in axialer Richtung sichern (vgl. Figur 4a). Ferner können an der den Rastelementen 32 gegenüberliegenden Seite der Aufnahmen 31 weitere Führungsflächen bzw. Führungsnuten 33 vorgesehen sein. Schließlich umfasst das Käfigelement 30 Aussparungen 34, die der Aufnahme der Feder-/Rollenelemente 35 (vgl. Figur 4b) dienen. Die Figuren 4a und 4b zeigen zwei schematische Ansichten der aus einem Innenringelement 20 und einem Käfigelement 30 gebildeten Vorbaugruppe, die anschließend in das Außenhülsenelement 40 eingebracht werden kann. Wie in Figur 4b besonders gut zu erkennen ist, kann das Innenringelement 20 schließlich stirnseitige vorgesehene Ölleitflächen 24 bzw. Ölleitgeometrien 24 umfassen, die der Einbringung von Schmierstoffen dient.

Eine Montage einer erfindungsgemäßen Rollenfreilaufeinheit 10 erfolgt vorzugsweise derart, dass zunächst das Käfigelement 30 mit dem Innenringelement 20 verbunden wird, indem die Gleitschuhelemente des Innenringelements 20 in die korrespondierend ausgebildeten Aufnahmen des Käfigelements 30 in axialer Richtung ein- bzw. aufgeschoben werden. Anschließend werden die Federn-/Rollenelemente in die Aussparungen zur Aufnahme der Federn-/Rollenelemente eingebracht. Schließlich wird eine derart gebildete Vorbaugruppe in das Außenhülsenelement 40 aufgeschoben, wobei das Außenhülsenelement 40 durch die Gleitschuhelemente zentriert und gelagert wird.

Die vorliegende Erfindung ist dabei allerdings nicht auf die vorhergehenden bevorzugten Ausführungsbeispiele beschränkt, solange sie vom Gegenstand der folgenden Ansprüche umfasst ist.

Bezuqszeichenliste:

10 Rollenfreilaufeinheit

20 Innenringelement 21 Gleitschuhelement

22 Steckverzahnungen

23 Klemmrampen

24 Ölleitflächen

30 Käfigelement 31 Aufnahmen

32 Rastelemente

33 Führungsnuten

34 Aussparungen

35 Feder-/Rollenelemente 40 Außenhülsenelement