DE1218812B - Klemmrollen-Freilaufkupplung - Google Patents

Klemmrollen-Freilaufkupplung

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DE1218812B
DE1218812B DEF34271A DEF0034271A DE1218812B DE 1218812 B DE1218812 B DE 1218812B DE F34271 A DEF34271 A DE F34271A DE F0034271 A DEF0034271 A DE F0034271A DE 1218812 B DE1218812 B DE 1218812B
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DE
Germany
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control
overrunning clutch
ring
clamping
rollers
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Pending
Application number
DEF34271A
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English (en)
Inventor
Po-Lung Liang
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Ford Werke GmbH
Original Assignee
Ford Werke GmbH
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Publication date
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Pending legal-status Critical Current

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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16DCOUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D41/00Freewheels or freewheel clutches
    • F16D41/06Freewheels or freewheel clutches with intermediate wedging coupling members between an inner and an outer surface
    • F16D41/08Freewheels or freewheel clutches with intermediate wedging coupling members between an inner and an outer surface with provision for altering the freewheeling action
    • F16D41/086Freewheels or freewheel clutches with intermediate wedging coupling members between an inner and an outer surface with provision for altering the freewheeling action the intermediate members being of circular cross-section and wedging by rolling
    • F16D41/088Freewheels or freewheel clutches with intermediate wedging coupling members between an inner and an outer surface with provision for altering the freewheeling action the intermediate members being of circular cross-section and wedging by rolling the intermediate members being of only one size and wedging by a movement not having an axial component, between inner and outer races, one of which is cylindrical

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Gear-Shifting Mechanisms (AREA)

Description

  • Klemmrollen-Freilaufkupplung Die Erfindung betrifft eine Klemmrollen-Freilaufkupplung, insbesondere zur Verwendung in Kraftfahrzeuggetrieben.
  • Es sind Klemmrollen-Freilaufkupplungen bekannt, die in beiden Drehrichtungen willkürlich steuerbar und doppelseitig wirkend sind und Steuerklauen zum Betätigen der Klemmrollen besitzen. Bekannt ist ferner, alle Steuerklauen mit einem gemeinsamen Schaltring zu verbinden. Dabei ergibt sich, daß bei Drehung des Schaltringes in einer der beiden möglichen Drehrichtungen nur die Klemmrollen für die eine Drehrichtung gelöst werden und diejenigen für die andere Drehrichtung wirksam, mindestens aber in Bereitschaft bleiben. Dadurch können diese Kupplungen nicht Verwendung finden, wenn z. B. bei Getrieben die Aufgabe besteht, in einer Schaltstellung eine Drehrichtung zu sperren und die andere freizugeben und in einer anderen Schaltstellung beide Drehrichtungen zu sperren.
  • Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Freilaufkupplung gelöst, bei der für jeden der den beiden Drehrichtungen zugeordneten Sätze von Klemmrollen ein Satz Steuerklauen angeordnet und jeder Satz von Steuerklauen mit je einem zur Kupplung gleichachsigen Schaltring verbunden ist.
  • Dadurch ist die erfindungsgemäße Kupplung besonders geeignet für Zahnräderwechselgetriebe mit mehreren übersetzungsstufen. Beispielsweise kann sie zum Abstützen des Reaktionsmoments von Getriebebauteilen gegenüber dem Getriebegehäuse verwendet werden, also zur Lösung einer Aufgabe, die bisher durch Anwendung einer einseitig wirkenden Freilaufkupplung in Verbindung mit einer Bremse gelöst wurde.
  • In günstiger Ausgestaltung der Erfindung sind die Steuerklauen als hydraulisch betätigbare Kolben ausgebildet, die an der zylindrischen Lauffläche der Klemmrollen geführt sind. Die Kolben können durch radial von außen am Kupplungsaußenring angeschlossene Steuerleitungen mit Drucköl beaufschlagbar sein.
  • Die erfindungsgemäße Freilaufkupplung besitzt wie alle Klemmrollen-Freilaufkupplungen ein geringes Bauvolumen mit rechteckigem Querschnitt, wobei der Innendurchmesser, beispielsweise für den Durchtritt mehrerer konzentrisch angeordneter Wellen, groß gehalten werden kann.
  • Weiterhin kann der hydraulische Druck gering sein, da alle Steuerkolben für die eine Drehrichtung und alle Steuerkolben für die andere Drehrichtung jeweils untereinander über den Schaltring verbunden sind, was zugleich größere Sicherheit gegen Hängenbleiben eines einzelnen Steuerkolbens bedeutet. Durch den geringen Druck läßt sich die Abdichtung leichter beherrschen, und der Gesamtwirkungsgrad wird günstig beeinflußt.
  • Vorteilhaft ist auch, daß der die Steuerklauen tragende Schaltring nicht durch das Kupplungsmoment belastet ist.
  • Dienen die Nischen, in welchen die Klemmrollen angeordnet sind, zugleich als Ölabflußkammern, so ergibt sich eine günstige Umspülung der Klemmrollen mit Hydrauliköl.
  • Die Erfindung wird im folgenden an Hand der Zeichnungen näher erläutert, und zwar zeigt F i g. 1 eine Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Freilaufkupplung, teilweise geschnitten, F i g. 2 eine Stirnansicht der in F i g. 1 dargestellten Kupplung, ebenfalls teilweise geschnitten, F i g. 3 und 4 eine Seitenansicht und eine Stirnansicht einer zweiten Ausführungsforin der Erfindung. Die in den F i g. 1 und 2 dargestellte Ausführungsform weist einen Innenring 10 und einen Außenring 12 auf, die konzentrisch angeordnet sind. Die innere Oberfläche des Außenringes 12 weist eine Anzahl Einbuchtungen oder Nischen 14 auf, die in gleichmäßigen Abständen am Umfang verteilt sind. Jede der Einbuchtungen 14 bildet eine mittlere Kammer mit einem Auslaßkanal 16.
  • Jede Einbuchtung 14 hat zwei Klemmflächen 18 und 20 für die Klenimrollen, welche zwei Endkammern 22 und 24 begrenzen.
  • In jeder Einbuchtung 14 sind zwei durch eine mehrfach gefaltete Blattfeder 30 belastete Klenimrollen 26 und 28 untergebracht. Die Klemmrolle 26 wirkt mit der Klemmflägh zusamme #ii ugiii die Klemmrolle 28 mit der Klenmifläche 20. Die Achsen der Klemmrollen verlaufen parallel zur Achse der Kupplung. An einer, Seite des Kupplungsaußenringes 12 liegt ein Ringflanschi-34.,- ähles Steuerringes 32 an und schließt die durch die Eiiibuchtgg ge» 1 -4 g ebilde -ten Kanime--m- em*' seltig ab. Der Riiidansch 3-4 trägt Kolben 36, und zwai##erstr-eck-t- s»ich je*eils ein solcher Kolben axial innerhalb jeder Einbuchtung 14 gn einer Seite der zugehörigen Klemmrolle 28. Die nach innen gerichtete Fläche eines solchen Kolbens ist zylindrisch ausgeführt und entspricht der äußeren Oberfläche des inneren Kupplungsringes 10. Die radial außen gelegene Fläche 38 des Kolbens ist der inneren Oberfläche der Einbuchtung 14 bzw. der Endkammer 24 angepaßt. In dir- Endkammer 24 mündet ein Druckkana140.
  • Die Kolben 36 besitzen Finger 42 zum Betätigen der Kleminrollen 28. Bei Beaufschlagung des Druckraumes 24 bewegt sich der Kolben 36 in F i g, 2 im Gegenzeigersinn, wobei der Finger 42 die Kleminrolle 28 aus dem Kleminschluß mit der Klemmfläche 20 löst und dabei die Drückkraft - dpr Feder 30 überwindet.
  • In entsprechender Weise ist auf der anderen Seite der Kupplung ein zweiter Steuerring 44 angeordnet mit eine Ringflaiisch 46, welcher Kolben 48 trägt, deren # Ausbildung fm - den oben beschriebenen Kolben 36 entspricht. Dabei ist die äußere, mit der Endkammer 22 zusammenwirkende Dichtfläche des Kolbens mit 50 bezeichnet. Dort mündet ein Druckkanal 52 ein.
  • Ebenfalls besitzt der Kolben48 einen Finger für die Klemmrolle 26, so daß diese bei Beaufschlagung des Druckraumes 22 sich von der Kleminfläche 18 löst. Dabei bewegen sich die Kolben 48 mit dem Ringflansch 46 in F i g, 2 im Uhrzeigersinn und füh- ren eine Relativdrehung gegenüber dem Außenring 12 aus.
  • Zwei Abdeckbleche 54 und 58 sind beiderseits am Innenring 10 mittels der Schrauben 56 uhd 60 befestigt und überlappen in radialer Richtung die Ringflansche 34 und 46 dpr Steuerringe 32 und 44. Sie dienen als Abdichtung zur Vermeidung übermäßiger Leckverhiste an Druckflüssigkeit. Die zwischen den Einbuchtungen 14 gelegenen radial einwärts weisenden Vorsprünge 15 des Außenringes 12 dienen gleichzeitig zur Führung und Abdichtung gegenübe-r dem Innenring 10.
  • Die Freilaufkupplung nach den F i g. 1 und 2 stellt, wenn kein Druckmittel zugeführt wird, eine kraftschlüssige Verbindung zwischen den Kupplungsringen 10 und 12 in beiden Drehrichtungen her, ,Während wahlweise eine Freilaufwirkung im Uhrzeigersinn oder im Gegenzeigersinn durch Beaufschlagung der Druckräume 24 oder 22 erzielbar ist. Diese Freilaufkupphing kann daher in Zahnräderwechselgetrieben als willkürlich oder selbsttätig einschaltbare Drehmomentstütze für jede Drehrichtung Verwendung finden.
  • Sie ist insbesondere geeignet zur Verwendung in einem Planetenrädergetriebe, wobei zweckmäßigerweise der Außenring 12 mit dem feststehenden Getriebegehäuse verbunden ist. Die Kanäle 16, 40 und 52 werden an Druckflüssigkeitsleitungen angeschlossen.
  • Eine andere Ausführungsform der Erfindung ist in den F i g. 3 und 4 dargestellt. Diese Ausführungsform erlaubt ebenfalls eine Kupplungswirkung sowie eine wahlweise Freilaufwirkung in beiden Drehrichtungen durch hydraulisch bptätigte Steuerringe. Zum Unterschied von der vorher besprochenen Ausführungsform werden hierbei jedoch die Klemmrollen durch die Druckfi jissigkeit _ mit - -- den - ZU # ge,14 ö ligen Klemmflächen in Eingriff gebracht und durch vorgpspannte Federn ausgerückt.
  • Die dargestellte Kupplung besteht aus einem Innenring 110 und einem Außenring 112. Der Außenring 112 besitzt in Umfangrichtung längliche Vertiefungen bzw. Nischen 114 zwischen je zwei Führungsabschnitten 115. Die Vertiefung 114 wird durch eineTrennwand114' inzweisymmetrischeAbschnitte mit je einer Klemmfläche118 bzw. 120 aufgeteilt. Diesen sind Klenunrollen126 bzw. 128 zugeordnet. Der AußQnring 112 weist einen Druckkanal 140 auf, der in die Vertiefung 114 in F i g. 4 links von der-Klemmrolle 128 mündet. Entsprechend mündet ein weiterer Druckkanal 152 rechts von der Klemmrolle 126 in die Vertiefung 1,14 ein. Durch Beaufschlagung der Kanäle 140 und 152 mit Druckflüssigkeit gelangen die Klemmrollen 126 und 128 in kraftschlüssige Verbindung mit den Kupplungsringen 110 und 112 und kuppeln diese.
  • Auf einer Seite des Außenringes 112 befindet sich ein Steuerring 132 mit einem Ringflansch 134 und schließt die Vertiefung 114 einseitig ab. Der Ringflansch 134 trägt Kolben136, die den Klemmrollen128 benachbart sind und innere und äußere Dichtflächen aufweisen, die an den entsprechenden Oberflächen des Innen- und Außenringes anliegen. Jeder Kolben 136 besitzt einen Finger 142 zum Verschieben der lQemmrollr, U- 8 und ist durch eine Feder 130, welche sich am Führungsabschnitt 115 abstützt, im Gegenzeigersinn belastet.
  • Der in F i g# 4 rechts der Klenimrolle 128 gelegene Raum und die rechts vom Kolben 136 befindlichQ Kammer stehen mit Kanälen 116 bzw. 116A in Verbindung, wobei der Kanal 116 einen Auslaßkanal und der Kanal 116A einen Druckkanal dar-stellt. Der letztere dient zur Unterstützung der Feder 130 beim Ausrücken der Klemmrolle unter Belastung.
  • Im linken Abschnitt der Vertiefung 114 ist ebenfalls ein Kolben 148 angeordnet, der dem Kolben 136 in seiner Ausbildung entspricht. Ebenso ist in diesem Abschnitt eine Feder 130 A zur Belastung des Kolbens 148 vorgesehen sowie an dem letzteren ein Finger 142A zum Verschieben der Klemmrolle 126, Weiterhin ist ein Auslaßkanal 116B sowie ein Druckkanal 116 C zur Unterstützung des Ausrückens unter Belastung vorgesehen.
  • Der Kolben 148 wird von einem Ringflansch 146 eines Steuerringes 144 getragen. Der Ringflansch 146 befindet sich auf der dem Ringflansch 134 gegenüberliegenden Seite des Außenringes 112 und schließt auf dieser Seite die Nischen 114 ab. Am Innenring 110 sind Abdeckbleche, 154 und 158 befestigt, welche den Außenring und die Ringflansche 134 und 146 radial überlappen.
  • Die Stirnflächen der Klemmrollen 126 und 128 sind eben, um eine genügende Dichtwirkung gegenüber den Ringflanschen der Steuerringe zu erhalten. Dadurch bilden diese Klemmrollen, die Ringflansche der Steuerringe und die Trennwand 114' paarweise Druckkammern, deren Beaufschlagung über die Kanäle 140 und 152 sowie 116 A und 116C durch öffnen oder Schließen von Ventilen gesteuert werden kann.

Claims (2)

  1. Patentansprüche: 1. In beiden Drehrichtungen willkürlich steuerbare, doppelseitig wirkende Klenimrollen-Freilaufkupplung, insbesondere zur Verwendung in Kraftfahrzeuggetrieben, mit Steuerklauen zum Betätigen der Klemmrollen, dadurch gek e n n z e i c h n e t, daß für jeden der den beiden Drehrichtungen zugeordneten Sätze von Klemmrollen (26, 28 bzw. 126, 128) ein Satz Steuerklauen (36, 48 bzw. 136, 148) angeordnet und jeder Satz von Steuerklauen mit je einem zur Kupplung gleichachsigen Schaltring (32, 44 bzw. 132, 144) verbunden ist.
  2. 2. Freilaufkupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerklauen als hydraulisch betätigbare Kolben ausgebildet sind, 6 die an der zylindrischen Lauffläche der Klemmrollen geführt sind. 3. Freilaufkupplung nach Anspruch 2, dadurch, gekennzeichnet, daß die Kolben durch radial von außen am Kupplungsaußenring angeschlossene Steuerleitungen mit Drucköl beaufschlagbar sind. 4. Freilaufkupplung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Nischen (14 bzw. 114), in denen die Klemmrollen angeordnet sind, zugleich als ölabflußkammern dienen. In Betracht gezogene Druckschriften-Deutsche Patentschriften Nr. 565 023, 700 834, 736 595, 885 331; deutsche Auslegeschrift Nr. 1115 521; deutsches Gebrauchsmuster Nr. 1798 512.
DEF34271A 1960-06-24 1961-06-24 Klemmrollen-Freilaufkupplung Pending DE1218812B (de)

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