DE10142420A1 - Klinkenfreilaufeinrichtung - Google Patents

Abstract

Zu einer Klinkenfreilaufeinrichtung gehören ein erstes mit Vertiefungen 14 versehenes Element 1, eine Vielzahl von Rastgliedern 28, die zum vorspringenden Eingreifen in die Vertiefungen geeignet sind, und ein zweites Element 2 zur Halterung der Rastglieder 28. Die Einrichtung weist eine Steuervorrichtung für die Rastglieder 28 auf, um die Rastglieder daran zu hindern, sich in die Vertiefungen 14 hinein zu bewegen, damit die beiden Elemente in beiden Drehrichtungen frei gegeneinander verdrehbar sind.

Description

Die Erfindung betrifft Klinkenfreilaufeinrichtungen, die zwischen zwei Elementen eine Drehmomentübertragung in einer Drehrichtung erlauben. Derartige Freilaufeinrichtun­ gen werden unter anderem zur Kraftübertragung in Kraftfahr­ zeugen mit automatischem Getriebe und in den Naben der an­ getriebenen Räder von Zweirädern verwendet.

Eine Klinkenfreilaufeinrichtung weist im Wesentlichen zwei einander gegenüber angeordnete, konzentrische Scheiben auf. Die erste Scheibe ist auf einer der Planflächen mit einer ringförmigen Laufbahn versehen, die Vertiefungen ent­ hält, die jeweils von einer Rampe und einem der Rampe ge­ genüberliegenden Anschlag gebildet sind. An der zweiten Scheibe sitzen Rastglieder, die mit den Vertiefungen auf der ersten Scheibe zusammenwirken.

Wenn die Scheiben relativ zueinander in eine Drehbewe­ gung um die Drehachse in der einen Drehrichtung versetzt werden, gleiten die Rastglieder relativ zu den Rampen und können so aus einer Vertiefung herausgleiten, um von einer Vertiefung zur nächsten vorzurücken, ohne ein Drehmoment zu übertragen. Wenn die Drehbewegung in entgegengesetzter Richtung erfolgt, wirkt mindestens ein Rastglied mit einer Anschlagfläche einer der Vertiefungen auf der ersten Schei­ be Zusammen. Die beiden Scheiben sind folglich drehfest gekuppelt und können ein Drehmoment übertragen, wie aus den Dokumenten EP-A-0 522 983 und FR-A-2 188 551 ersichtlich ist.

Es wird so ein in einer Richtung wirkendes Verbin­ dungssystem zwischen zwei Elementen erhalten, die geeignet sind, ein Drehmoment zwischen einem antreibenden und einem angetriebenen Element in nur einer Richtung zu übertragen.

Aufgabe der Erfindung ist es eine verbesserte Klinken­ freilaufeinrichtung zu schaffen.

Diese Aufgabe wird mit der Klinkenfreilaufeinrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.

Gemäß der vorliegenden Erfindung weist die Klinken­ freilaufeinrichtung eine Auskupplungsvorrichtung auf.

Tatsächlich kann es bei bestimmten Anwendungen wie den Kupplungen von Antriebszahnrädern interessant sein, über eine auskuppelbare Anordnung zu verfügen, die entweder als in einer Richtung drehfeste Verbindung zwischen zwei Ele­ menten wirkt oder als System von zwei rotierenden Elementen betrieben werden kann, die vollständig unabhängig vonein­ ander umlaufen und unabhängig von ihrer relativen Drehrich­ tung zueinander kein Drehmoment übertragen.

Die erfindungsgemäße Klinkenfreilaufeinrichtung weist ein erstes mit regelmäßig verteilten Vertiefungen versehe­ nes Element, eine Vielzahl von Rastgliedern, die dazu ein­ gerichtet sind, in die Vertiefungen hinein zu ragen, und ein zweites Element zur Halterung der Rastglieder auf, so dass das zweite Element in einer relativen Drehrichtung zwischen dem ersten und dem zweiten Element drehfest mit dem ersten Element verbunden ist, während es in der ent­ gegengesetzten relativen Drehrichtung frei drehbar ist. Jedes Rastglied weist einen Kopf auf, der dazu vorgesehen ist, in die Vertiefungen hinein zu ragen, und der einen Fortsatz trägt, mit dem das Rastglied mit einer Steuervor­ richtung zusammenwirkt. Die Steuervorrichtung für die Rast­ glieder soll diese daran hindern, in die Vertiefungen ein­ zurasten, damit das zweite Element sich in beiden relativen Drehrichtungen zwischen dem ersten und zweiten Element frei gegenüber dem ersten Element drehen kann, wenn die Steuer­ vorrichtung aktiviert ist.

Die Klinkenfreilaufeinrichtung kann ausgekuppelt wer­ den, indem die Steuervorrichtung aktiviert wird. Auf diese Weise kann von einer in einer Drehrichtung wirkenden Kupp­ lung zu einer in beiden Richtungen freien Bewegung überge­ gangen werden.

Vorzugsweise enthält die Einrichtung ein Betätigungs­ element, das mit dem Rastglied zusammenwirkt und in der inaktiven Position das Rastglied frei mit der Vertiefung in Eingriff kommen lässt, während es in der aktivierten Stel­ lung das Rastglied außer Eingriff mit der Vertiefung hält.

Das Betätigungselement kann in Gestalt eines Rings ausgeführt sein, der einen radial sich erstreckenden Ab­ schnitt bildet, der mit Bohrungen versehen ist, durch die die Rastglieder geführt werden können, sowie einen Rand aufweist, der dafür vorgesehen ist, mit einer Gabel zusam­ menzuwirken. Der Rand und der radiale Abschnitt können über einen rohrförmigen Abschnitt miteinander verbunden sein.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist der Einrichtung ein Steuerungssystem zugeordnet, das mit dem Betätigungselement zusammenwirkt, um dessen Position (in­ aktiv oder aktiviert) zu bestimmen.

Der Kopf ist vorteilhafterweise im Durchmesser größer als der Fortsatz. Der Kopf und der Fortsatz können koaxial sein.

Vorteilhafterweise ragt der Fortsatz jedes Rastglieds aus dem zweiten Element auf der den Vertiefungen gegenüber­ liegenden Seite heraus und ist mit einer Haltevorrichtung versehen, die geeignet ist, mit der Steuervorrichtung zu­ sammen zu wirken. Die Haltevorrichtung ist einseitig ver­ schiebbar. Anders ausgedrückt ist die Steuervorrichtung dank der Haltevorrichtung in der Lage, auf den Fortsatz eines Rastglieds eine Kraft auszuüben, die vom Kopf des Rastglieds weg gerichtet ist, wohingegen sie nicht in der Lage ist, auf den Fortsatz eines Rastglieds eine Kraft aus­ zuüben, die zum Kopf des Rastglieds hin gerichtet ist.

In einem Ausführungsbeispiel der Erfindung gehört zu der Haltevorrichtung ein Sicherungsring, der an dem Fort­ satz des Rastglieds befestigt ist, während ein Abschnitt der Steuervorrichtung zwischen dem zweiten Element und dem Sicherungsring angeordnet ist. Der Sicherungsring kann ke­ gelstumpfförmig und mit Kraft auf den Fortsatz des Rast­ glieds aufgesteckt sein, um den axialen Halt zu sichern.

In einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist jedes Rastglied rotationssymmetrisch, wobei sowohl der Kopf als auch der Fortsatz zylindrisch sind. Die Herstellung eines solchen Rastglieds ist sehr kostengünstig.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung weist jedes Rastglied eine radiale Schulter zwischen dem Kopf und dem Fortsatz auf, wobei eine Feder auf dem Fortsatz steckt, die sich auf der Schulter abstützt.

In einem Ausführungsbeispiel der Erfindung liegt die Feder auch an dem zweiten Element an und spannt die Rast­ glieder im Sinne eines Eingreifens in die Vertiefungen vor.

Insbesondere hat das erste Element die Gestalt eines Rings, der einen L-förmigen Querschnitt aufweist mit einem radialen und einem axialen Abschnitt. Eine mit Vertiefungen versehene ringförmige Laufbahn ist auf der Seitenfläche des radialen Abschnitts auf derselben Seite wie der axiale Ab­ schnitt ausgebildet. Jede Vertiefung ist mit einem flachen Boden versehen, der in einer Umfangsrichtung durch eine ansteigende Rampe und in der entgegengesetzten Umfangsrich­ tung durch eine axial ausgerichtete Anschlagfläche begrenzt ist.

Das zweite Element, das in der gleichen Weise ringför­ mig mit einem L-förmigen Querschnitt ist, der einen radi­ alen und einen axialen Abschnitt bildet, ist konzentrisch zu dem ersten Element angeordnet. Die radialen Abschnitte der beiden Elemente sind mit einer ihrer Flächen einander gegenüber angeordnet. Das zweite Element ist mit einer An­ zahl von Bohrungen oder Öffnungen versehen, die die axial beweglichen Rastglieder aufnehmen.

Die Rastglieder weisen die Form eines zylindrischen Kolbens auf und sind in den Bohrungen des zweiten Elements angeordnet, wobei sie durch eine Rückholfeder axial in Richtung des ersten Elements gedrückt werden, um mittels ihres als Kopf bezeichneten Endes mit den Vertiefungen des ersten Elements zusammenwirken zu können.

Das zweite Element ist auf dem ersten Element mittels einer zylindrischen Sitzfläche zentriert, die sich in sei­ ner Bohrung befindet und mit einer zylindrischen Sitzfläche zusammenwirkt, die an dem Ende des axialen Abschnitts des ersten Elements ausgebildet ist. Der axiale Abschnitt des zweiten Elements reicht geringfügig über die große Seiten­ fläche des ersten Elements hinaus und erlaubt so, in eine an dem freien Ende des axialen Abschnitts des zweiten Ele­ ments angebrachte Nut einen Sicherungsring einzulegen und die beiden Elemente axial aneinander zu sichern.

Die so gestaltete Klinkenfreilaufeinrichtung ist ei­ nerseits mittels des ersten Elements auf einer Welle und andererseits mittels des zweiten Elements in einem Gehäuse gehaltert. Die drehfeste Verbindung zwischen dem Gehäuse und der Freilaufeinrichtung ist mit Hilfe einer Profilver­ zahnung erreicht. Die Verbindung zwischen der Welle und der Freilaufeinrichtung kann gleichermaßen mit Hilfe einer Pro­ filverzahnung erreicht werden.

In einer der beiden relativen Drehrichtungen zwischen der Welle und dem Gehäuse können die Rastglieder über die Rampen der Vertiefungen hochklettern und sich axial in die Öffnungen zurückbewegen, um anschließend durch die Kraft der mit ihnen verbundenen Feder in die folgende Vertiefung zurückgedrückt zu werden und so weiter. In der entgegenge­ setzten Drehrichtung legen sich die Rastglieder an der An­ schlagfläche der Vertiefung an und können nicht in die nächste Vertiefung vorrücken. Die beiden Scheiben sind also in dieser Richtung drehfest miteinander verbunden und kön­ nen über die kolbenförmigen Rastglieder ein Drehmoment übertragen.

Wohlbemerkt ist es bei einer ersten Ausführungsform klar, dass die Anzahl von Rastgliedern, die gleichzeitig an den Anschlagflächen zur Anlage kommen, von dem zu übertra­ genden Drehmoment abhängig ist. Das mit dieser Art von Klinkenfreilaufeinrichtung übertragbare Drehmoment ist sehr groß, wobei es häufig möglich ist, das gewünschte Drehmo­ ment mit einem einzigen im Eingriff befindlichen Rastglied zu übertragen. Man kann also eine von der Anzahl der Ver­ tiefungen abweichende Anzahl von Rastgliedern vorsehen und diese so längs des Kreisbogens verteilen, dass der maximale Winkel beim Wechsel des Freilaufs aus dem Freilaufbetrieb in den Kuppelbetrieb kleiner ist als der winkelmäßige Ab­ stand zwischen zwei benachbarten Vertiefungen.

Wenn beispielsweise die Freilaufeinrichtung zehn Ver­ tiefungen und zehn Rastglieder aufweist, die gleichzeitig im Eingriff sind, beträgt das Winkelspiel oder der Winkel zwischen Positionen mit Drehmomentübertragung 360°/10=36°.

Wenn die Freilaufeinrichtung zehn gleichmäßig verteilte Vertiefungen und elf gleichmäßig verteilte Rastglieder auf­ weist, nimmt ein einziges Rastglied das Drehmoment auf. Der Wechsel aus dem Freilaufzustand in den Kuppelzustand er­ fordert einen Drehwinkel von maximal 360°/(10×11) = 3° 16'.

Im übrigen sind Weiterbildungen der Erfindung Gegen­ stand von Unteransprüchen. In der Zeichnung sind Ausfüh­ rungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine Freilaufeinrichtung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfin­ dung,

Fig. 2 einen Schnitt entlang der Linie II-II nach Fig. 1.

Fig. 3 die im eingekuppelten Zustand befindliche Frei­ laufeinrichtung nach Fig. 1, in einer Aus­ schnittsdarstellung geschnitten entlang der Linie III-III nach Fig. 2,

Fig. 4 die im eingekuppelten Zustand befindliche Frei­ laufeinrichtung nach Fig. 1, in einer Aus­ schnittsdarstellung geschnitten entlang der Linie IV-IV nach Fig. 2,

Fig. 5 die im ausgekuppelten Zustand befindliche Frei­ laufeinrichtung nach Fig. 1, in einer Darstellung entsprechend Fig. 3,

Fig. 6 ein zweites Ausführungsbeispiel der erfindungs­ gemäßen Freilaufeinrichtung, in einem Längs­ schnitt,

Fig. 7 eine Ausschnittsdarstellung aus Fig. 6 und

Fig. 8 ein drittes Ausführungsbeispiel der erfindungs­ gemäßen Freilaufeinrichtung, in einem halbierten Längsschnitt.

Wie aus den Fig. 1 bis 5 ersichtlich ist, gehören zu der dargestellten Freilaufeinrichtung eine innere Scheibe 1, eine äußere Scheibe 2 und eine Ausrückscheibe 3, die bezüglich einer Drehachse 4 koaxial sind. Die innere Schei­ be 1 hat im Wesentlichen die Gestalt eines Ringes mit L- förmigem Querschnitt, der einen axialen Abschnitt 5 und einen radialen Abschnitt 6 aufweist, der sich an einem axialen Ende des axialen Abschnitts 5 nach außen erstreckt. Der axiale Abschnitt 5 trägt eine innere Fläche 7, die mit einer Vielzahl von Zähnen 8 versehen ist, die eine Einrich­ tung zum drehfesten Kuppeln bilden. Der axiale Abschitt 5 schließt mit einer radialen Fläche 9 an einem Ende und ei­ ner dieser gegenüberliegenden und mit dem radialen Ab­ schnitt 6 gemeinsamen radialen Fläche 10 am anderen Ende ab. Der axiale Abschnitt 5 trägt ebenfalls eine zylindri­ sche Außenumfangsfläche 11, die an einem Ende durch die radiale Fläche 9 und an dem gegenüberliegenden Ende durch den radialen Abschritt 6 begrenzt wird.

Der radiale Abschnitt 6 weist, abgesehen von der mit dem axialen Abschnitt 5 gemeinsamen radialen Fläche 10, eine zylindrische Außenumfangsfläche 12 und eine radiale Fläche 13 auf, die mit einer Vielzahl von Vertiefungen oder Einsenkungen 14 versehen ist, die gleichmäßig auf einem Kreisbogen verteilt sind. Jede Vertiefung 14 endet an einem planen Boden 15, der längs dem Kreisbogen in der einen Richtung in eine ansteigende Rampe 16 übergeht und in der entgegengesetzten Richtung durch eine axial gerichtete. An­ schlagfläche 17 begrenzt ist. Die Abfolge der Vertiefungen 14 bildet eine kreisförmige Laufbahn.

Die äußere Scheibe 2 hat im Wesentlichen die Gestalt eines Ringes mit L-förmigem Querschnitt und setzt sich aus einem axialen Abschnitt 18 und einem radialen Abschnitt 19 zusammen. Der radiale Abschnitt weist eine äußere Fläche 20, die mit einer Vielzahl von Zähnen versehen ist, die eine Einrichtung zum drehfesten Kuppeln bilden, eine radiale Fläche 22 an einen Stirnende, eine weitere radiale, mit dem radialen Abschnitt 19 gemeinsame Fläche 23 an dem anderen Stirnende und eine axiale zylindrische Innenumfangsfläche 2a auf, die sich zwischen der radialen Fläche 22 und dem radialen Abschnitt 19 befindet. Der radiale Abschnitt 19 erstreckt sich ausgehend vom axialen Abschnitt 18 radial nach innen und bildet, abgesehen von der radialen Fläche 23, eine axiale zylindrische Innenumfangsfläche 25 und eine radiale Fläche 26 auf der der radialen Fläche 23 gegenüber­ liegenden Seite.

Eine Vielzahl von Bohrungen 27 mit Bohrungsachsen par­ allel zur Drehachse 4 führen durch den radialen Abschnitt 19.

Die Freilaufeinrichtung weist außerdem eine Vielzahl von Rastgliedern 28 mit einer Gestalt ähnlich zylindrischen Kolben auf, die jeweils in einer Bohrung 27 der äußeren Scheibe 2 angeordnet sind. Jedes Rastglied 28 weist einen Abschnitt mit großem Durchmesser, der auch als Sperr­ abschnitt 29 bezeichnet wird, und einen Abschnitt mit klei­ nem Durchmesser auf, der auch als Steuerabschnitt 30 be­ zeichnet wird. Eine Feder 31 ist um den Steuerabschnitt 30 jedes Rastglieds 28 herum angeordnet, die mit einem Ende in einer Flachsenkung 32 in der Bohrung 27 aufliegt und an dem anderen Ende auf einer ringförmigen radialen Schulter 33 aufliegt, die den Steuerabschnitt 30 und den Sperrabschnitt 29 trennt. Die Feder 31 übt auf das zugehörige Rastglied 28 eine vorspannende Kraft aus, die sie aus der Bohrung 27 in Richtung auf die Laufbahn auf der inneren Scheibe 1 vor­ spannt, die von den Vertiefungen 14 gebildet ist.

Im montierten Zustand, der in Fig. 1 dargestellt ist, sind die Sperrabschnitte 29 der Rastglieder 28 axial zwi­ schen der inneren Scheibe 1 und der äußeren Scheibe 2 an­ geordnet. Die innere Scheibe 1 ist in der äußeren Scheibe 2 mit einem angemessene Spiel zwischen der Außenumfangsfläche 12 der inneren Scheibe 1 und der Innenumfangsfläche 24 der äußeren Scheibe 2 einerseits und andererseits der Außen­ umfangsfläche 11 der inneren Scheibe 1 und der Innen­ umfangsfläche 25 der äußeren Scheibe 2 andererseits koaxial gelagert. Die radiale Fläche 13 der inneren Scheibe 1 steht mit der radialen Fläche 26 der äußeren Scheibe 2 in Berüh­ rung. Die Scheiben 1 und 2 werden durch einen Sprengring 34, der in einer umlaufenden Nut in der Innenumfangsfläche 24 der äußeren Scheibe 2 sitzt, in dieser Position bezüg­ lich der axialen Lage gehalten, wobei der Sprengring einen axialen Anschlag für die radiale Fläche 10 der inneren Scheibe 1 bildet.

In einer Drehrichtung relativ zwischen den Scheiben 1 und 2 kommt der Sperrabschnitt 29 eines Rastglieds 28 an der Anschlagfläche 17 einer Vertiefung 14 zur Anlage, und die antreibende Scheibe nimmt die angetriebene Scheibe mit. Es kommt also zur Kupplung.

In der entgegengesetzten Drehrichtung gleitet der Sperrabschnitt 29 des Rastglieds 28 über die aus der An­ ordnung von Vertiefungen 14 gebildete Laufbahn. Jeder akti­ ve Sperrabschnitt 29 kommt dabei nacheinander zunächst mit dem Boden 15 einer Vertiefung 14, sodann mit der benachbar­ ten Rampe 16, die die Bewegung des Rastglieds 28 aus der Vertiefung 14 heraus sowie die Kompression der Feder 31 bewirkt, anschließend mit der radialen Fläche 13, die sich zwischen zwei Vertiefungen 14 befindet, und schließlich von Neuem mit dem Boden 15 der nächsten Vertiefung 14 Berüh­ rung, wobei sich das Rastglied 28 sich nach dem Passieren der Anschlagfläche 17 axial in umgekehrter Richtung zurück­ bewegt. In dieser relativen Drehrichtung nimmt die antrei­ bende Scheibe die andere Scheibe nicht mit. Es handelt sich folglich um die Funktion einer in einer Richtung wirkenden Kupplung, bzw. eines Freilaufs.

Die Ausrückscheibe 3 ist im Wesentlichen kreisförmig mit einem radialen Abschnitt 35, der mit der radialen Flä­ che 9 der inneren Scheibe 1 und der radialen Fläche 23 der äußeren Scheibe 2 in Kontakt ist, wobei sich ein axialer Abschnitt 36 ausgehend vom Rand mit kleinem Durchmesser des radialen Abschnitts 35 in der zu den Scheiben 1 und 2 ent­ gegengesetzten Richtung erstreckt, und eine ringförmige Kante 37 sich ausgehend von dem Ende des axialen Abschnitts 36, das den Scheiben 1 und 2 gegenüberliegt, radial nach außen erstreckt. Der radiale Abschnitt 35 ist mit einer Vielzahl von Bohrungen 38 versehen, die jeweils geeignet sind, den Steuerabschnitt 30 eines Rastglieds 28 aufzuneh­ men. Genauer gesagt kragt der Steuerabschnitt 30 aus dem radialen Abschnitt 35 aus und ist mit einer axialen Siche­ rungsvorrichtung versehen, die hier die Gestalt eines kegelstumpfförmigen Sicherungsrings in Form eines Krallen­ rings aufweist. Die Ausrückscheibe 3 und die äußere Scheibe 2 sind drehfest miteinander verbunden.

Die Ausrückscheibe 3 kann axial durch ein Steuerungs­ system betätigt werden, das einen Steuerhebel 40 aufweist, der in der Lage ist, sich um einen von einer Achse oder einem Zapfen gebildeten Punkt 41 zu drehen. Die Darstellung des Steuerhebels ist aus Gründen der Übersichtlichkeit der Zeichnung sehr schematisch und zeigt keine Details wie Ein­ richtungen zur Verringerung der Reibung (eine Laufrolle zum Beispiel), die in dem zur Berührung der Ausrückscheibe vor­ gesehenen Teil des Hebels verwendet werden könnten. Die Drehung des Steuerhebels 40 in Richtung des Pfeiles 42 nach Fig. 1 bewirkt die Bewegung seines die axiale Kante 37 be­ rührenden Endes entgegen der Richtung des Pfeiles 42 sowie die Verschiebung der Ausrückscheibe 3 ebenfalls entgegen der Richtung des Pfeiles 42, wobei die Ausrückscheibe 3 in ihrer Bewegung die Sicherungsringe 39, mit denen sie in Kontakt ist oder kommt, und die Rastglieder 28 mitzieht, mit denen die Scheiben verbunden sind. Am Ende der Ver­ schiebungsbewegung befindet sich die Freilaufeinrichtung in der in Fig. 5 dargestellten Position. Die Sperrabschnitte 29 der Rastglieder 28 sind aus der aus der Abfolge von Ver­ tiefungen 14 bestehenden Laufbahn weggezogen und folglich daran gehindert, in die Vertiefungen 14 einzugreifen.

Die Scheiben 1 und 2 können relativ zueinander in bei­ den Richtungen frei drehen, ohne dass die Rastglieder 28 sie daran hindern.

Wenn der Steuerhebel 40 in umgekehrter Richtung ge­ dreht wird, so dass er in die in Fig. 1 dargestellte Aus­ gangsposition zurückkehrt, üben die Federn 31 über die Rastglieder 28 und die Sicherungsringe 39 eine Rückstell­ kraft auf die Ausrückscheibe 3 aus, und die Ausrückscheibe 3 bewegt sich in Richtung der Scheiben 1 und 2, bis sie mit deren Radialflächen 9 bzw. 23 in Berührung kommt. Die Rast­ glieder 28 sind folglich in der Läge, ihre Funktion als in einer Richtung wirkende Kupplungsvorrichtung zurück zu keh­ ren und befinden sich gemäß ihrer kreisförmigen Anordnung entweder in der in Fig. 3 dargestellten Position, in der sich der Sperrabschnitt 29 in Kontakt mit der radialen Flä­ che 13 befindet, oder im Eingriff in eine Vertiefung 14 wie in der in Fig. 4 dargestellten Position, in der sich der Sperrabschnitt 29 in Kontakt mit der Anschlagfläche 17 be­ zindet. Die Freilaufeinrichtung verhält sich folglich wie­ der wie eine in einer Richtung wirkende Kupplung.

Der Steuerhebel 40 kann mit verschiedenen Mitteln be­ tätigt werden wie mechanischen, elektrischen oder hydrau­ lischen Aktuatoren. Man kann gleichermaßen ein anderes Steuerungssystem als einen Hebel vorsehen, um die Verschie­ bung der Scheibe zu bewirken.

Die Freilaufeinrichtung kann auf beliebige Weise in Verbindung mit einer Welle 43 verwendet werden, die auf einem Abschnitt ihrer Außenfläche mit einer Profilverzah­ nung 44 versehen ist, die in der Lage ist, mit den Zähnen 8 der Profilverzahnung der Innenumfangsfläche der inneren Scheibe 1 und einer Art Hohlrad 45 zusammenzuwirken, die die äußere Scheibe 2 umgreift und mit einer Profilverzah­ nung 46 versehen ist, die mit den Zähnen 21 der Profilver­ zahnung der Außenumfangsfläche 20 der äußeren Scheibe 2 zu­ sammenwirkt. Die äußere Scheibe 2 ist axial an dem Hohlrad 45 einerseits durch eine radiale, nach innen gerichtete Kante 47 und andererseits durch einen auf der gegenüberlie­ genden Seite der Kante 47 angeordneten und in einer Nut des Hohlrads 45 sitzenden Sicherungsrings 48 befestigt.

Der Sperrabschnitt 29 eines Rastglieds 28 kann in ei­ ner relativen Drehrichtung zwischen der Welle 43 und dem äußeren Hohlrad 45 die Rampen 16 der Vertiefungen 14 hinauf gleiten und sich axial in die Bohrungen 27 zurückziehen, um anschließend unter der Kraft der Feder 31 auf den Boden 15 der folgenden Vertiefung zurückzufallen und so weiter. Die Drehung ist folglich möglich. In der entgegengesetzten re­ lativen Drehrichtung kommt wenigstens ein Rastglied 28 in Kontakt mit der Anschlagfläche 17 einer der Vertiefungen 14 und kann nicht auf Boden der nächsten Vertiefung gelangen. Die Scheiben 1 und 2 sind folglich in dieser Richtung dreh­ fest gekuppelt und können ein Drehmoment übertragen.

Bei dieser Freilaufeinrichtung ist die Anzahl der mit den Anschlagflächen 17 in Kontakt stehenden Rastglieder 28 eine Funktion des zu übertragenden Moments ist. Das mit dieser Art von Klinkenfreilaufeinrichtung übertragbar Drehmoment ist sehr groß, wobei es häufig möglich ist, das gewünschte Drehmoment mit einem einzigen im Eingriff be­ findlichen Rastglied zu übertragen. Man kann also eine von der Anzahl der Vertiefungen 14 abweichende Anzahl von Rast­ gliedern 28 vorsehen und diese so längs des Kreisbogens verteilen, dass der maximale Winkel beim Wechsel des Frei­ laufs aus dem Freilaufbetrieb in den Kuppelbetrieb kleiner ist als der winkelmäßige Abstand zwischen zwei benachbarten Vertiefungen oder zwei benachbarten Rastgliedern. In Fig. 2 erkennt man, dass zehn gleichmäßig verteilte Vertiefungen 14 und elf Rastglieder 28 vorgesehen sind. Der Wechsel aus dem Freilaufzustand in den Kuppelzustand erfordert einen Drehwinkel, der von 0° bis 3° 16' variiert.

Die axiale Bewegung der Ausrückscheibe 3 unter Betäti­ gung des Steuerhebels 40 bewirkt über die Sicherungsringe 39 jedes Rastglieds 28 das Wiederanheben und Zurückziehen der Sperrabschnitte 29 der Rastglieder 28 in den Bohrungen 27 und das Ausheben der Sperrabschnitte 29 aus den Vertie­ fungen 14 der ersten Scheibe 1. Der Freilauf ist folglich ausgekuppelt. Die Welle 43 und das Hohlrad 45 sind voll­ ständig entkuppelt und können sich unabhängig voneinander in beiden Richtungen drehen. Wenn der Steuerhebel 40 losge­ lassen wird, üben die Rückholfedern 31 auf die Rastglieder 28 eine rücktreibende Kraft aus, die die äußere Scheibe 2 und die Ausrückscheibe 3 in Richtung axial aufeinander zu und die Rastglieder 28 wieder in Richtung auf die mit Ver­ tiefungen 14 versehene Laufbahn auf der Scheibe 1 zu vor­ spannt. Der Freilauf wirkt also erneut zur Übertragung ei­ nes Drehmoments in einer Richtung. Man erkennt, dass die Federn 31 eine doppelte Funktion ausüben, indem sie die Rastglieder 28 oder die äußere Scheibe 2 zurückholen.

In einer Variante ist es möglich, eine mit Vertiefun­ gen versehene äußere Scheibe und eine mit Bohrungen verse­ hene innere Scheibe zur Halterung der Rastglieder vorzuse­ hen.

Die innere Scheibe 1 kann antreibend oder angetrieben sein, und die äußere Scheibe 2 kann angetrieben oder an­ treibend sein.

Das in den Fig. 6 und 7 dargestellte Ausführungsbei­ spiel ist dem vorhergehenden ähnlich, indem wie bei diesem die axialen Haltevorrichtungen der Rastglieder 28 an der Ausrückscheibe 3 von Sicherungsringen 49 gebildet werden, die jeweils in einer Ringnut liegen, die in der Nähe des freien Endes des Steuerabschnitts 30 des Rastglieds 28 an­ geordnet ist, und geeignet sind, mit dem radialen Abschnitt 35 der Ausrückscheibe 3 zusammenzuwirken. Die Ausrückschei­ be 3 weist hier einen axialen Abschnitt 51, der ausgehend von der Kante mit großem Durchmesser des radialen Ab­ schnitts 35 gebildet wird, und eine ringförmige radiale Kante 52 auf, die ausgehend von dem dem radialen Abschnitt 35 gegenüberliegenden Ende des axialen Abschnitts 51 nach außen gerichtet ist. Der Steuerhebel 40 ist dafür vorgese­ hen, mit der Kante 52 zusammenzuwirken.

Das in der Fig. 8 dargestellte Ausführungsbeispiel unterscheidet sich vom ersten Ausführungsbeispiel dadurch, dass die äußere Scheibe und die Ausrückscheibe einen mit Nummer 53 bezeichneten einstückigen Block bilden. Der Block 53 ist in der Lage, sich im Verhältnis zur inneren Scheibe 1 auf einem vorbestimmten axialen Weg axial zu verschieben. In der in Fig. 5 dargestellten Position befindet sich die Freilaufeinrichtung im eingekuppelten Zustand bzw. der Übertragung in einer Richtung. Die innere Scheibe 1 und der Block 53 sind axial aneinander angenähert. Die Rastglieder 28 sind gemäß ihrer Position auf dem Umfang in der Lage, durch die Kraft ihrer jeweiligen Federn 31 vorspringend in die Vertiefungen 14 einzugreifen. Eine Stirnfläche 54 des Blocks 53 berührt eine zugehörige Fläche des Hohlrads 45. Eine radiale Fläche 55 auf der gegenüberliegenden Seite der radialen Fläche 54 dient als Auflager für eine axial ela­ stische Scheibe 56, zum Beispiel eine Tellerfeder, die an einem Sicherungsring 57 anliegt, der zum Teil in einer Ringnut liegt, die sich in der Innenumfangsfläche des Hohl­ rads 45 befindet. Der Block 53 weist neben dem axialen Ab­ schnitt 59 und dem radialen Abschnitt 60, die den Abschnit­ ten 18 und 19 des in den Fig. 1 bis 5 dargestellten Ausführungsbeispiels entsprechen, einen Steuerabschnitt 61 auf, der sich von der Kante mit kleinem Durchmesser des radialen Abschnitts 60 in axial entgegengesetzter Richtung zu der inneren Scheibe 1 hin erstreckt. Der Steuerabschnitt 61 ist an seinem freien Ende mit einer nach außen offenen Nut 62 versehen und in der Läge, mit dem Steuerhebel 40 zusammenzuwirken.

Wenn man den Steuerhebel 40 in Richtung des Pfeiles 42 um die Achse oder den Zapfen 41 schwenkt, wird der Block 53 in der entgegengesetzten Richtung axial verschoben, wobei er die Tellerfeder 56 zunehmend flachdrückt, bis sie gege­ benenfalls vollständig flach liegt, hierdurch werden die Rastglieder 28, die mit den Vertiefungen 14 der inneren Scheibe 1 in Eingriff stehen, entsprechend verschoben, bis sie vollständig zurückgezogen sind und anschließend eine freie Drehbewegung in beiden Richtungen zwischen der inne­ ren Scheibe 1 und dem Block 53 möglich ist.

Wenn die Verschwenkung des Steuerhebels 40 aufgehoben wird, bewegt die Tellerfeder 56 den Block 53 in Richtung seiner Ausgangsposition zurück, in der seine Stirnfläche 54 an der entsprechenden radialen Fläche des Hohlrads 45 an­ liegt. Durch die Kraft der jeweiligen Federn 31 kommen die Rastglieder 28 wieder mit der Laufbahn auf der inneren Scheibe 1 in Berührung. Das in Fig. 8 dargestellte Rast­ glied 28 legt sich wieder an dem Boden 15 der Vertiefung 14 an. Die Freilaufeinrichtung ist also im eingekuppelten Zu­ stand, anders ausgedrückt in der Funktion einer Drehmoment­ übertragung in einer Richtung.

Es ist auch eine Variante denkbar, bei der auf die elastische Scheibe verzichtet wird, wobei die Rückkehr in die eingekuppelte Stellung durch den Steuerhebel 40 gewähr­ leistet wird.

Man verfügt folglich über einen extrem einfachen, kom­ pakten und kostengünstigen auskuppelbaren Freilauf, der die Form einer einfach handhabbaren Anordnung aufweist.

Claims (8)

1. Klinkenfreilaufeinrichtung,
mit einem ersten Element (1), das mit regelmäßig ver­ teilten Vertiefungen (1a) versehen ist,
mit einer Vielzahl von Rastgliedern (28), die dazu vorgesehen sind, in die Vertiefungen einzudringen, und
mit einem zweiten Element (2) zur Halterung der Rast­ glieder,
wobei das zweite Element mit dem ersten Element in der einerx relativen Drehrichtung zwischen den be±aen Elementen drehfest zu kuppeln ist und in der entgegengesetzten rela­ tiven Drehrichtung die beiden Elemente nicht miteinander gekuppelt sind, dadurch gekennzeichnet,
dass jedes Rastglied (28) einen Kopf (29) und einen Fortsatz (30) aufweist, wobei der Kopf dazu dient, in die Vertiefungen einzudringen, und
dass eine eine aktivierte und eine nicht aktivierte Stellung aufweisende Steuervorrichtung vorhanden ist, die mit den Fortsätzen der Rastglieder zusammenwirkt und die in der aktivierten Stellung dazu dient, die Rastglieder daran zu hindern, in die Vertiefungen einzudringen, damit die beiden Elemente bei aktivierter Steuervorrichtung in beiden Drehrichtungen relativ zueinander frei drehbar sind.

2. Klinkenfreilaufeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie ein Betätigungselement (3) auf­ weist, dass in der Lage ist, mit den Rastgliedern zusammen­ zuwirken, um sie in einer inaktiven Stellung frei vorsprin­ gendin die Vertiefungen eingreifen zu lassen und sie in einer aktiven Stellung von den Vertiefungen fernzuhalten.

3. Klinkenfreilaufeinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass sie ein Steuerungssystem (40) auf­ weist, das mit dem Betätigungselement zusammenwirkt und seine Stellung (inaktiv oder aktiv) bestimmt.

4. Klinkenfreilaufeinrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Fortsatz jedes Rastglieds gegenüber den Vertiefungen aus dem zweiten Ele­ ment vorspringt und mit einer Haltevorrichtung versehen ist, die in der Lage ist, mit der Steuervorrichtung zusam­ menzuwirken.

5. Klinkenfreilaufeinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Haltevorrichtung eine Scheibe (39) aufweist, die am Fortsatz eines Rastglieds befestigt ist, so dass ein Abschnitt der Steuervorrichtung zwischen dem zweiten Element und der Scheibe angeordnet ist.

6. Klinkenfreilaufeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Rastglied eine rotationssymmetrische Form aufweist, wobei der Kopf zylin­ drisch ist und der Fortsatz ebenfalls zylindrisch ist.

7. Klinkenfreilaufeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Rastglied zwi­ schen dem Kopf und dem Fortsatz einen radialen Sitz (33) aufweist, wobei eine Feder (31) um den Fortsatz herum an­ geordnet ist und auf dem Sitz aufliegt.

8. Klinkenfreilaufeinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Feder auch auf dem zweiten Element aufliegt und die Rastglieder vorspannt, um sie vorspringend in die Vertiefungen eingreifen zu lassen.