DE2224373A1

DE2224373A1 - Freilaufkupplung

Info

Publication number: DE2224373A1
Application number: DE2224373A
Authority: DE
Inventors: Wataru Ishimaru; Kunio Ohtsuka
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1971-08-20
Filing date: 1972-05-18
Publication date: 1973-02-22
Also published as: US3750783A; FR2151258A5; GB1378679A

Description

PATENlANWALI SDUKO
ThOMSEN " TfcDTKE «· BüHLINQ

TEL. (0β11) 53 0211 TELEX: 5-24 303 topat 2224373 PATENTANWÄLTE München: Frankfurt/M.: Dipl.-Chem.Dr.D.Thomsen Dlpl.-Ing. W. Weinkauff

Dipl.-Ing. H. Tiedtke (Fuchshohl 71) Dipl.-Chem. G. Bühling
Dip!.-Ing. R. Kinne
Dipi.-Chem. Dr. U. Eggers

8 0 00 München 2

Kalser-Ludwig-Platz6 18. Mai 1972

Nissan Motor Company, Limited
Yokohama City, Japan

Freilaufkupplung

Die Erfindung bezieht sich auf Freilaufkupplungen und insbesondere auf eine Freilaufkupplung- für eine selbstschaltende Kraftfahrzeug-Kraftübertragungsanlage mit einem hydrodynamischen Drehmomentwandler und einem Planetengetriebe.

Eine Freilaufkupplung, wie sie bei selbstschaltenden Kraftfahrzeug-Kraftübertragungsanlagen verwendet werden, besitzt gewöhnlich ein zylindrisches Innenrad und ein zylindrisches Außenrad, das an seiner Innenwand eine Mehrzahl von Nockenflächen aufweist. Zwischen der Innenwand des Außenrads und einer

Außenfläche des Innenrads befinden sich eine Mehrzahl von Rollen

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die um diese Nockenflächen verteilt sind. Bei diesem Aufbau arbeitet die Freilaufkupplung in der Weise, daß sie freie Drehung des inneren und äußeren Rads mit Bezug zueinander gestattet, wenn sich von Innenrad und Außenrad ein Rad in einer Richtung dreht. Wenn jedoch von Innenrad und Außenrad eins dieser Räder in eine andere Richtung oder Gegenrichtung dreht, wirken die Rollen als Keile zwischen der Außenfläche des Innenrads und den Nockenflächen am Außenrad, so daß freie Drehung von Innenrad und Außenrad mit Bezug aufeinander verhindert wird. Bei dieser bekannten Freilaufkupplung ergibt sich die Schwierigkeit, daß das Zentrum des Innenrads bei der Drehung von demjenigen des Außenrads abweicht.Um diese Schwierigkeit zu beseitigen, ist es bisher vorgeschlagen worden, eine Vielzahl von vorspringenden Abschnitten an der Innenwand des Außenrads vorzusehen, die sich von der Innenwand des Außenrads radial nach innen erstrecken und die die Außenfläche des Innenrads erfassen, Die Anordnung solcher vorstehenden Abschnitte führt jedoch zu einer Verminderung der Anzahl an Rollen, so daß es schwierig ist, weichen Umlauf der beweglichen Teile zu erreichen. Bei den selbstschaltenden Kraftfahrzeug-Kraftübertragungsanlagen ist die Freilaufkupplung so ausgelegt, daß sie in einen beengten Raum paßt, um dadurch die Abmessung der selbstschaltenden Kraftübertragungsanlage-.zu reduzieren. Die Freilaufkupplung wird bei der selbstschaltenden Kraftübertragungsanlage in einer solchen Weise angeordnet, daß das zylindrische Außenrad mit Preßsitz in einer Bohrung sitzt, die sich in einem Gehäusekörper der Kraftübertragungsanlage befindet, während das zylindrische Innenrad drehbar mit einem drehbaren Teil, z. B. der Antriebs-

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welle, verbunden ist. Wenn bei dieser Konstruktion auf die Antriebswelle ein Schub ausgeübt wird, tendiert das mit dieser Welle verbundene Innenrad zur Bewegung in Axialrichtung, wodurch sieh die Rollen in dieselbe Richtung bewegen. Gleichzeitig bewegt sich das Außenrad axial aus der zugehörigen Bohrung in dem Gehäusekörper der Kraftübertragungsanlage, wenn auf die Antriebswelle ein Schub ausgeübt wird. Um diesen Nachteil zu beseitigen, ist es notwendig, daß die Freilaufkupplung mit zusätzlichen Bestandteilen ausgerüstet wird, die zu einer Vergrößerung des Unterbringungsraums führen.

Durch die Erfindung wird eine Freilaufkupplung geschaffen, die ein Innenrad mit einer äußeren Umfangswand, ein der äußeren Umfangswand des Innenrads zugewandtes Außenrad mit einer inneren Umfangswand sowie wenigstens drei radial verlaufende vorspringende Abschnitte aufweist, die entweder an der äußeren Umfangswand des Innenrads oder an der inneren Umfangewand des Außenrads an in gleichem Umfangsabstand stehenden Stellen vorgesehen sind und die die, innere Umfangswand des Außenrads und die äußere Umfangswand des Innenrads berühren, wobei an in Umfangsrichtung an gleichförmig unterteilten Stellen zwischen den benachbarten vorspringenden Abschnitten wenigstens zwei Nockenflächen entweder an der Außenumfangswand des Innenrads ober der Innenumfangswand des Außenrads vorgesehen sind und sich um diese Nockenflächen wenigstens zwei Rollen zwischen der äußeren Umfangswand des Innenrads und der inneren Umfangswand des Außenrads befinden.

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Die Erfindung wird im folgenden anhand schematischer Zeichnungen näher erläutert.

Fig. 1 ist eine Seitenansicht einer bevorzugten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Freilaufkupplung;

Fig. 2 ist eine Schnittansicht der Freilaufkupplung

nach Fig. 1 entlang der Linie II-II in Fig. 1;

Fig. 3 ist eine Seitenansicht einer abgewandelten

Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Freilaufkupplung;

Fig. 4 ist eine Schnittansicht durch eine weitere bevorzugte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Freilaufkupplung, wobei diese in eine eelbstschaltende Kraftfahrzeug-Kraftübertragungsanlage eingegliedert ist.

Die Fig. 1 und 2 zeigen eine bevorzugte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Freilaufkupplung. Die durch die Erfindung vorgeschlagene Freilaufkupplung ist insbesondere für eine selbstschaltende Kraftfahrzeug-Kraftübertragungsanlage geeignet, wie es im folgenden im einzelnen erläutert wird. Die insgesamt mit dem Bezugszeichen 10 bezeichnete Freilaufkupplung besitzt ein zylindrisches Außenrad 12, das eine gerändelte Oberfläche 12a an seiner äußeren Umfangswand besitzt. Dieses

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Außenrad 12 kann ortsfest in einen Gehäusekörper (nicht gezeigt) einer selbstschaltenden Kraftfahrzeug-Kraftübertragungsanlage eingesetzt werden, wie es noch erläutert wird.

Gemäß einem wesentlichen Merkmal der Erfindung besitzt das zylindrische Außenrad 12 an seiner zylindrischen Innenwand (nicht bezeichnet) an in gleichem Umfangsabstand stehenden Stellen wenigstens drei vorspringende Abschnitte I¹I, die sich von der zylindrischen Innenwand des Außenrads 12 radial nach innen erstrecken. Jeder dieser vorspringenden Abschnitte I¹J hat eine innere Umfangswand 1^a, die eine äußere Umfangswand 16a eines zylindrischen Innenrads 16 berührt, das mit einer Antriebswelle 18 der selbstschaltenden Kraftfahrzeug-Kraftübertragungsanlage (nicht gezeigt) antreibbar und drehbar verbunden ist. Wie man aus Fig. 1 ersieht, ist das Außenrad 12 ferner an seiner zylindrischen inneren Umfangswand mit Nockenflächen oder Schrägflächen 20 versehen, die jeweils im selben Winkel mit Bezug auf das Zentrum der Freilaufkupplung 10 beneigt sind. Diese Nockenflächen 20 sind an in Umfangsrichtung in gleicher Weise unterteilten Abschnitten ausgebildet. Zwischen den Nockenflächen 20 des Außenrads 12 und der zylindrischen äußeren Umfangswand 16a des Innenrads 16 sind Rollen 22 angeordnet, deren Zahl derjenigen der Nockenflächen 20 entspricht.

Entgegen der Darstellung müssen die vorspringenden Abschnitte 14 und die Nockenflächen 20 nicht an der inneren Umfangswand des Außenrads 12 gemäß Fig. 1 angeordnet sein; sie können vielmehr an der äußeren Umfnngswand des Innenrads in

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einer Weise angeordnet werden, wie es im einzelnen noch beschrieben wird.

Dreht sich beim Einsatz die Antriebswelle 18 im Gegenuhrzeigersinn gemäß Fig. 1, werden die Rollen 22 infolge der Reibungskräfte in dieselbe Richtung bewegt. Dementsprechend werden die Rollen 22 aus der Sperrstellung zwischen der äußeren Umfangswand l6a des Innenrads 16 und den Nockenflächen 20 des Außenrads frei, so daß das Innenrad 16 und dementsprechend die Antriebswelle 18 gegenüber dem Außenrad 12 frei drehbar sind. Da bei diesem Zustand die vorspringenden Abschnitte 14 des Außenrads 12 an ihrer Umfangswand l*Ja die äußere Umfangswand l6a des Innenrads 16 berühren, kann das Innenrad 16 nicht mit Bezug auf das Zentrum des Auß'enrads 12 verschoben werden.

Dreht sich hingegen die Antriebswelle 18' im Uhrzeigersinn gemäß Fig. 1, klemmen sich die Rollen 22 zwischen die äußere Umfangswand 16a des Innenrads 16 und die Mockenflächen 20 der inneren Umfangswand des Außenrads 12. Demzufolge können sich die Antriebswelle 18 und entsprechend das Innenrad 16 nicht im Uhrzeigersinn drehen, da das Außenrad 12 ortsfest mit dem stationären Teil oder dem Gehäusekörper der selbstschaltenden Kraftfahrzeug-Kraftübertragungsanlage verbunden ist.

Bei der dargestellten Ausführungsform ist die Freilaufkupplung nach der Erfindung so ausgelegt, daß das Innenrad in eine Richtung gegenüber dem Außenrad drehbar ist; es kann jedoch auch das Innenrad stationär gehalten werden, während

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das Außenrad in eine Richtung drehbar ist.

Die Fig. 3 zeigt eine abgewandelte Ausführungsform der Freilaufkupplung nach der Erfindung. Bei dieser Abwandlung sind die bei IM¹ bezeichneten vorstehenden Abschnitte an dem Innenrad 16· an in gleichem Umfangsabstand angeordneten Stellen angeordnet und berühren die innere Umfangswand 12'b des Außenrads 12, Darüberhinaus sind die Nockenflächen 20' an dem Innenrad an in Umfangsrichtung gleichförmig unterteilten Stellen, zwischen den benachbarten vorstehenden Abschnitten IH¹ vorgesehen, während sich die Rollen 22' zwischen diesen Nockenflächen 20' und der inneren Umfangswand 12'b des Außenrads befinden. Die Arbeitsweise der Freilaufkupplung 10' ist gleich derjenigen nach Fig. 1 und 2, so daß auf eine ins einzelne gehende weitere Erläuterung verzichtet werden kann.

Eine weitere bevorzugte Ausführungsform der Freilaufkupplung nach der Erfindung ist in Fig. 4 dargestellt, in der gleiche Bestandteile mit denselben Bezugszeichen wie in den Fig. 1 und 2 versehen sind, mit der Ausnahme, daß in diesen Fällen diese Bezugszeichen mit einem'" versehen sind. Bei dieser Ausfuhrungsform ist die Freilaufkupplung 10" in eine gewöhnliche selbstschaltende Kraftfahrzeug-Kraftübertragungsanlage eingegliedert, von der ein Teil in Fig. ¹I dargestellt ist. Die mit dem Bezugszeichen 30 bezeichnete Kraftübertragungsanlage gemäß Fig. ¹J besitzt eine Trommel 32, die fest mit dem Innenrad 16" der Freilaufkupplung 10" verbunden ist und die an ein Teil 3H angeschlossen ist. Die Freilaufkupplung 10" sitzt fest

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innerhalb einer Bohrung 36a, die in einem Gehäusekörper 36 ausgebildet ist. Der Gehäusekörper 36 ist mit einer Nutverzahnung 38 versehen, an der eine Halteplatte 40 befestigt ist. Mit der Nutverzahnung 38 steht eine Mehrzahl von angetriebenen Scheibenplatten 42 in Eingriff, die axial verschiebbar sind. Zwischen den angetriebenen Scheibenplatten 42 sind mehrere angetriebene Scheibenplatten 44 eingesetzt, die ebenfalls in eine Nutverzahnung (nicht bezeic-hnet) eingreifen, die an der Trommel 32 vorgesehen ist, so daß diese angetriebenen Scheibenplatten 42 axial bewegbar sind. Um diese Scheibenplatten 42 und 44 zu betätigen, ist ein mit Hilfe eines unter Druck stehenden Strömungsmittels betätigter Servokolben 46 vorgesehen, der axial verschiebbar in einer Strömungsmittelkammer 48 sitzt, die in dem Gehäusekörper 36 ausgebildet ist; der Kolben ist in eine Stellung bewegbar, in der er die Scheibenplatten 42 und in gegenseitige Berührung drückt, sofern ein unter Druck stehendes Strömungsmittel der Strömungsmittelkammer 48 zugeführt wird. Dem Servokolben 46 ist eine Rückholfeder 50 in Form einer Tellerfeder zugeordnet, um den Kolben außer Arbeitseinsatz zu drücken.

Gemäß einem weiteren wesentlichen Merkmal der Erfindung besitzt die Freilaufkupplung 10" ferner einen Flanschabschnitt 52, der sich von der Umfangswand des Außenrads 12" radial nach außen erstreckt und der an der Seitenwand (nicht bezeichnet) des Gehäusekörpers 36 anliegt. Das Außenrad 12" hat eine ringförmige Schulter 54, in die eine ringförmige Druckplatte 55 fest eingesetzt ist, die axiale Verschiebung

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der Rollen 22" in Verbindung mit einem Sprengring 56 verhindert, der an dem Außenrad 12" befestigt ist. Zwischen der ringförmigen Druckplatte 55 und der Trommel 32 ist eine Mehrzahl von Druck aufnehmenden Rollen 58 angeordnet, so daß die dem Teil 34 zugeführte Kraft F auf die Druckplatte 54 übertragen wird. Beim Zusammenbau wird das Außenrad 12" mit Preßsitz· in die Bohrung 36a des Gehäusekörpers 36 eingesetzt, bis der Flanschabschnitt 52 des Außenrads 12" an die Seitenwand des Gehäusekörpers 36 anstößt.

Wird beim Einsatz der Strömungsmittelkammer 48 kein Druckströmungsmittel zugeführt, wird, der Servokolben. 46 unter der Wirkung der Rückholfeder 50 in der Zeichnung nach rechts bewegt. Dadurch bleiben die Scheibenplatten 42 und 44 in einer Stellung außer Arbeitsberührung, so daß die Trommel 32 und das Innenrad 16" in die Richtung drehbar sind, die die Freilaufkupplung 10" zuläßt.

Wird hingegen die Strömungsmittelkammer 48 mit Druck beaufschlagt, wird der Servokolben 46 in der Zeichnung nach links bewegt, und zwar gegen die Kraft der Rückholfeder 50. In diesem Fall werden die Scheibenplatten 42 und 44 gegen die Halteplatte 40 gepreßt und kommen miteinander in Arbeitsberührung, so daß die Trommel 32 und das Innenrad 12" gegenüber dem Qehäusekörper 36 stationär gehalten werden. In diesem Fall kann sich dae Innenrad 12" in keine Richtung drehen.

Wenn bei dieser Art Einsatz auf die Trommel 32 die 309808/0729

Kraft F wirkt, wird diese Kraft durch die Druckrollen 58 und die ringförmige Druckplatte 55 auf den Gehäusekörper 36 übertragen, wodurch die übertragung der Druckkraft oder Schubkraft auf das Innenrad 12" verhindert wird und damit Axialverschiebung des Innenrads 12" mit Bezug auf den Gehäusekörper 36 unterbunden wird. Da in diesem Fall die Rollen 22" zwischen der Druckplatte 55 und dem Sprengring 56 mit einem gewissen Spiel liegen, wird auf die Rollen 22" kein Druck oder Schub ausgeübt.

Die erfindungsgemäße Freilaufkupplung arbeitet weich ohne Versetzung des beweglichen Teils gegenüber dem stationären Teil.

Die erfindungsgemäße Freilaufkupplung verhindert in wirkungsvoller Weise axiale Versetzung der Rollen und des beweglichen Teils mit Bezug auf die stationären Teile, selbst wenn eine Schubkraft oder Druckkraft ausgeübt wird.

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Claims

- li - Patentansprüche

1. Freilaufkupplung, gekennzeichnet durch ein Innenrad (16) mit einer äußeren Umfangswand,-ein Außenrad (12), das der äußeren Umfangswand des Innenrads zugewandt ist und eine
innere umfangswand hat, durch wenigstens drei radial verlaufende vorspringende Abschnitte (14), die entweder an der äußeren Umfangswand des Innenrads oder der inneren Umfangswand des
Außenrads an in gleichem Umfangsabstand stehenden Stellen angeordnet sind und die innere UmfangBwand des Außenrads bzw. die äußere Umfangswand des Innenrads berühren, durch wenigstens zwei Nockenflächen (20), die entweder an der äußeren Umfangswand des Innenrads oder der inneren Umfangswand des
Außenrads an in Umfangsrichtung in gleich unterteilten Stellen zwischen den vorstehenden Abschnitten angeordnet sind, und durch wenigstens zwei Rollen (22), die bei den Nockenflächen zwischen der äußeren Umfangswand des Innenrads und der inneren Umfangswand des Außenrads liegen,

2. Freilaufkupplung, gekennzeichnet durch ein Innenrad (16) mit einer äußeren Umfangswand (16a), ein Außenrad
(12) mit einer inneren Umfangswand, die der äußeren Umfangswand dee Innenrads zugewandt ist, durch wenigstens drei radial nach innen vorspringende Abschnitte (14), die von der Innenumfangswand des Außenrads vorstehen und an im gleichen Umfangsabstand stehenden Stellen sich befinden und die jeweils eine
Umfangnwand (l^a) haben, die die äußere Umfangswand des Innenrads berührt, um Exzentrizität des Innenrads mit Bezug auf das

Außenrad zu verhindern, durch wenigstens zwei Nockenflächen (20), die an der inneren Umfangswand des Außenrads (12) an in Umfangsrichtung in gleich unterteilten Stellen zwischen benachbarten vorstehenden Abschnitten ausgebildet sind, und durch wenigstens zwei Rollen (22), die zwischen der äußeren Umfangswand des Innenrads und den Nockenflächen der inneren Umfangswand des Außenrads angeordnet sind und die die äußere Umfangswand des Innenrads und die Nockenflächen des Außenrads berühren können, wodurch das Innenrad an einer Drehung in eine Richtung mit Bezug auf das Außenrad gehindert ist.

3, Freilaufkupplung, gekennzeichnet durch ein Innenrad (16·) mit einer äußeren Umfangswand, ein Außenrad (12·) mit einer inneren Umfangswand, die der äußeren Umfangswand des Innenrads zugewandt ist, durch wenigstens drei vorstehende Abschnitte (I¹I¹), die sich von der äußeren Umfangswand des Innenrads radial nach außen erstrecken und an in gleichem Umfangsabstand stehenden Stellen angeordnet sind und die jeweils eine Umfangswand besitzen, die die innere Oberfläche des Außenrads berührt, um Exzentrizität des Außenrads gegenüber dem Innenrad zu verhindern, durch wenigstens zwei Nockenflächen (2O')t die an der äußeren Umfangswand des Innenrads an in Umfangsrichtung in gleicher Weise unterteilten Abschnitten zwischen den vorstehenden Abschnitten (I¹I¹) angeordnet sind, und durch wenigstens zwei Rollen (22·), die zwischen den Nockenflächen des Innenrads und der inneren Umfangswand des Außenrads angeordnet sind und die die innere Umfangswand des Außenrads und die Nockenflächen des Innenrads berühren können, wodurch das

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Außenrad an einer Drehung in eine Richtung mit Bezug auf das Innenrad gehindert ist.

4. Freilaufkupplung für eine selbstschaltende Kraftfahrzeug-Kraftübertragungsanlage mit einem Gehäusekörper und einer Trommel, gekennzeichnet durch ein Innenrad (16"), das mit der Trommel (32) verbunden ist und eine äußere Umfangswand besitzt, durch ein Außenrad (12"), das mit Preßsitz in einer Bohrung (36a) des Gehäusekörpers (36) sitzt und einen Flanschabschnitt (52) aufweist, der sich von der äußeren Umfangswand des Außenrads radial nach außen erstreckt und an dem Gehäusekörper anliegt, durch einen ringförmigen Schulterabschnitt (5¹O* ^{der an der} inneren Umfangswand des Außenrads vorgesehen ist, durch eine ringförmige Druckplatte (-55), die fest in dem ringförmigen Schulterabschnitt des Außenrads sitzt und durch eine Vielzahl von Druck aufnehmenden Rollen (58), die zwischen der Trommel (32) und der Druckplatte (58) angeordnet sind, um den auf die Trommel ausgeübten Druck über die Druckplatte und den ringförmigen Schulterabschnitt des Außenrads auf den Gehäusekörper zu übertragen.

5. Freilaufkupplung für eine selbstschaltende Kraftfahrzeug-Kraftübertragungsanlage mit einem Gehäusekörper und einer Trommel, gekennzeichnet durch ein mit der Trommel (32) verbundenes Innenrad (16"), das eine äußere umfangswand aufweist, durch ein Außenrad (12"), das mit Preßsitz in eina?Bohrung (36a) des Gehäusekörpers (36) sitzt und eine innere Umfangswand hat, durch wenigstens drei radial verlaufende vorstehende

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Abschnitte, die entweder an der äußeren Umfangswand des Innenrads oder der inneren Umfangswand des Außenrads an in gleichem Umfangsabstand stehenden Stellen angeordnet sind und die die innere Umfangswand des Außenrads bzw. die äußere Umfangswand des Innenrads berühren, durch wenigstens zwei Nockenflächen, die entweder auf der äußeren Umfangswand des Innenrads oder der inneren Umfangswand des Außenrads an in Umfangsrichtung in gleicher Weise unterteilten Stellen zwischen benachbarten vorstehenden Abschnitten angeordnet sind, durch wenigstens zwei Rollen (22"), die bei den Nockenflächen zwischen der äußeren Umfangswand des Innenrads und der inneren Umfangswand des Außenrads angeordnet sind, durch einen sich von der äußeren Umfangswand des Außenrads (12") radial nach außen erstreckenden Planschabschnitt (52), der an dem Gehäusekörper (36) anliegt, durch einen in der inneren Umfangswand des Außenrads ausgebildeten ringförmigen Schulterabschnitt (5¹I), durch eine ringförmige Druckplatte (55), die fest in dem ringförmigen Schulterabschnitt des Außenrads angeordnet ist und durch eine Vielzahl von Druck tragenden Rollen (58), die zwischen der Trommel (32) und der Druckplatte angeordnet sind, um die auf die Trommel übertragene Druckkraft durch die Druckplatte des ringförmigen Schulterabschnitts des Außenrads auf den Gehäusekörper zu übertragen.

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