DE3535264C2

DE3535264C2 -

Info

Publication number: DE3535264C2
Application number: DE3535264A
Authority: DE
Inventors: Klaus Dipl.-Ing. 5204 Lohmar De Kaempf
Original assignee: Jean Walterscheid 5204 Lohmar De GmbH
Current assignee: Jean Walterscheid 5204 Lohmar De GmbH
Priority date: 1985-10-03
Filing date: 1985-10-03
Publication date: 1990-01-11
Also published as: DE3535264A1; IT8605175A0; JPS6283520A; GB8622491D0; GB2181194A; IT1204139B; NL8601083A; FR2588339A1; IT8607016V0; US4771872A; GB2181194B

Description

Die Erfindung betrifft einen schaltbaren Klinkenfreilauf, bestehend aus einer Kupplungsnabe und einer Kupplungs hülse, die in Antriebsdrehrichtung über in ersten Aus nehmungen radial federnd gehaltenen Sperrklinken miteinan der verbunden sind, bei dem die Kupplungshülse mit radia len, verschiebbare Steuerstifte aufnehmenden Durchbrüchen versehen ist, und die durch Federkraft nach außen beauf schlagten Steuerstifte außen in in einem Steuerring ange ordnete, eine Schrägfläche aufweisende zweite Ausnehmung eingreifen, wobei die Sperrklinken in Ausnehmungen der Kupplungsnabe radial nach außen federnd gehalten sind und die Durchbrüche korrespondierend zu diesen Ausnehmungen angeordnet sind, der die zweiten Ausnehmungen aufweisende Steuerring drehbar auf der Kupplungshülse angeordnet ist und die Schrägflächen der Ausnehmungen in Drehrichtung weisen, der Verdrehwinkel des Steuerrings auf der Kupp lungshülse durch einen mit der Kupplungshülse verbunde nen, in einen im Steuerring vorgesehenen Schlitz eingrei fenden Anschlag begrenzt ist, die Kupplungshülse und der Steuerring durch eine in Umfangsrichtung wirkende Feder derart zueinander beaufschlagt sind, daß die Ausnehmungen und die Steuerstifte in einer zueinander korrespondieren den Lage gehalten sind, und wobei der Steuerring durch eine Rückhalteeinrichtung gegen die Kraft der Feder ver drehbar ist, wobei die Steuerstifte durch Aufgleiten auf die Schrägflächen radial nach innen auf die Sperrklinken verschiebbar sind und diese dadurch in Entriegelungs stellung bringen, nach Patent Nr. 35 28 591.

Es ist ein schaltbarer Freilauf bekannt, bei dem die als Rollen ausgebildeten Mitnehmerkörper über einen mit einem sogenannten Betätigungsring zusammenwirken den Käfig in die Drehmomentübertragungsposition über führt werden (DE-OS 33 32 829). Zum Einschalten dieses Freilaufes wird der Betätigungsring durch einen Stößel festgesetzt und wirkt über Reibschluß auf einen mit dem Käfig verbundenen sogenannten Friktionsring ein. Die Rollen werden dabei aus sie in der Freigangs position aufnehmenden Taschen radial ansteigend her ausgehoben und treten in Wirkeingriff mit dem anderen Freilaufteil.

Der beschriebene Freilauf, der entgegen der Bezeich nung in der Offenlegungsschrift besser als Schalt kupplung bezeichnet würde, da er die einem Freilauf zuzuordnende Überholfunktion nicht wahrnehmen kann, hat neben dem komplizierten aufwendigen Aufbau den Nachteil, daß die als Rollen ausgebildeten Mitnehmer körper in Abhängigkeit von der jeweiligen Stellung der beiden Kupplungsteile zueinander beim Einschalten nur an der Profilierung des zuzuschaltenden Kupplungs teiles anschnäbeln können, wodurch eine hohe Flächen pressung eintritt, die zu einem schnellen Verschleiß der Kupplung führt.

Es ist auch eine von außen einschaltbare sogenannte Eintou renkupplung bekannt (US-PS 44 66 520). Diese Kupplung be steht im wesentlichen aus zwei konzentrisch zueinander ge lagerten Kupplungsteilen, wobei in dem äußeren Kupplungs teil ein Mitnehmerstift radial geführt ist, der über eine Betätigung in gleichmäßig auf dem Umfang verteilte Ausneh mungen am inneren Kupplungsteil einschiebbar ist. Das äuße re Kupplungsteil ist dabei von einem sogenannten Führungs ring umgeben, der gewährleistet, daß der Mitnehmerstift die Verbindung zwischen den beiden Kupplungsteilen für eine Umdrehung aufrechterhält.

Obschon auch die hier beschriebene Kupplung keine Freilauf funktionen wahrnehmen kann, treten bei ihr ähnliche Schwie rigkeiten wie bei einem selbsttätig wiedereinschaltenden Freilauf auf, indem auch hier die Gefahr besteht, daß der Mitnehmerstift in Abhängigkeit von der Relativstellung der beiden Kupplungsteile im Moment des Einschaltens nicht voll in Eingriff treten kann und damit hohe Flächenpressungen auftreten, die zu einem schnellen Zerstören der die Schalt funktion wahrnehmenden Steuerkanten führt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen in An triebsrichtung abschaltbaren formschlüssig wirkenden Frei lauf zu schaffen, bei dem durch eine Wiedereinschaltsteue rung gewährleistet ist, daß die Mitnehmerkörper bei jedem Einschaltvorgang in vollen Wirkeingriff mit dem anderen Kupplungsteil treten.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß

a) die Steuerstifte mit je einer sich in der Radialebene beidseitig keilförmig nach außen erweiternden Ausneh mungen versehen sind,
b) in der Kupplungshülse in Richtung auf die Steuerstifte hin federbeaufschlagte, jeweils mit einem, zu den keilför mig erweiterten Ausnehmungen korrespondierenden Kopf versehene, in der Abschaltstellung der Steuerstifte mit den Ausnehmungen fluchtende Rastkörper tangential ge führt sind,
c) der Winkel der radial innenliegenden Keilflächen am Kopf der Rastkörper derart augebildet ist, daß über die die Steuerstifte radial nach außen beaufschlagende Fe dern eine der die Rastkörper tangential beaufschlagen den Federkraft entgegengerichtete, größer als diese Federkraft ausgebildete Kraftkomponente herleitbar ist,
d) an der radial nach innen weisenden Seite der Rastkörper jeweils ein Steuernocken angeordnet ist, wobei im tan gentialen Bewegungsbereich des Steuernockens jeweils ein mit einem keilförmig ausgebildeten Kopf versehener, senkrecht zu der tangentialen Bewegungsrichtung des Rastkörpers geführter Rückhaltestift angeordnet ist,
e) die Rückhaltestifte 134 durch Anlage an einem ersten Teil einer an der Kupplungsnabe 103 vorgesehenen Um fangslaufbahn mit ihren Köpfen an einer Seite der Steu ernocken 133 im Bewegungsbereich der Steuernocken 133 gehalten und in einem zweiten Teil der Umfangs laufbahn Taschen 136 angeordnet sind, wobei die Rück haltestifte 134 durch die jeweils auf die Rastkörper 131 bei Freigabe der Steuerstifte 103 durch den Steuerring 104 aus der Kraft der Feder 120 einwir kende Federkraft in die jeweiligen Taschen 136 ein schiebbar ist.

Bei der erfindungsgemäßen Ausführung eines in Antriebsrich tung abschaltbaren Freilaufes ist es von Vorteil, daß die Freigabe der Abstützflächen für die als Sperrklinken ausge bildeten Mitnehmer nur in einem begrenzten Bereich der Re lativstellung der beiden Kupplungsteile zueinander ein tritt. Hierdurch ist mit Sicherheit gewährleistet, daß die Sperrklinken bei jedem Übergang von der Freigang- in die Drehmomentübertragungsposition voll in Eingriff kommen.

Dadurch ist gegeben, daß der Freilauf in jedem Fall mit dem vollen Nenndrehmoment belastet werden kann und daß sich keine vorzeitigen Zerstörungen der das Drehmoment übertra genden Flächen an den Sperrklinken und am anderen Kupp lungsteil einstellen.

Nachstehend wird die Erfindung anhand eines in der Zeich nung dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert.

Es zeigt

Fig. 1 einen Freilauf im Querschnitt, mit den prinzipiellen, die Freilaufwirkung si cherstellenden Einzelteilen,

Fig. 2 einen Freilauf im Teilschnitt, mit den die Abschaltfunktion sicherstellenden Einzelteilen,

Fig. 3 einen Teilschnitt durch einen erfindungs gemäßen Freilauf in der Drehmomentüber tragungsposition,

Fig. 4 einen Teilschnitt durch den erfindungs gemäßen Freilauf nach dem Umschalten in die Freigangsposition,

Fig. 5 einen Teilschnitt durch den Freilauf, mit einer Relativstellung der beiden Kupp lungsteile zueinander, in der das Wie dereinschalten in die Drehmomentübertra gungsposition durch die Wiedereinschalt steuerung verhindert wird, und

Fig. 6 einen Teilschnitt des Freilaufes in der freigegebenen Wiedereinschaltposition.

In der Fig. 1 ist das allgemeine Prinzip des in Antriebs richtung abschaltbaren Freilaufes dargestellt. Der Freilauf besteht im wesentlichen aus einer Kupplungsnabe 102, auf der eine Kupplungshülse 101 drehbar gelagert ist. In der Kupplungsnabe 102 sind axial verlaufende Ausnehmungen 128 angeordnet, in denen Sperrklinken 118 von jeweils einer Feder 119 radial nach außen beaufschlagt gehalten sind.

Korrespondierend zu den Ausnehmungen 128 sind in der Kupp lungshülse radial verlaufende Durchbrüche 122 vorgesehen, in denen Steuerstifte 103 radial beweglich geführt sind. Auf der Kupplungshülse 101 ist ein Steuerring 104 begrenzt winkelverdrehbar angeordnet. Der Steuerring 104 wird durch das Zusammenwirken einer in Umfangsrichtung wirkenden Feder 115 mit einem Anschlag 126 an der Kupplungshülse 101 und einem Anschlag 127 am Steuerring 104 in einer derartigen Lage zur Kupplungshülse 101 gehalten, daß an der Innenwan dung des Steuerringes 104 vorgesehene Ausnehmungen 105 mit den Durchbrüchen 122 der Kupplungshülse 101 fluchten. An der der Drehrichtung zugewandten Seite (Antrieb durch die Kupplungsnabe 102 angenommen) der Ausnehmungen 105 sind Schrägflächen 106 vorgesehen. Die Winkelbeweglichkelt des Steuerringes 104 zu der Kupplungshülse 101 wird durch das Zusammenwirken eines mit der Kupplungshülse 101 verbundenen Anschlages 113 und eines im Steuerring 104 vorgesehenen Schlitzes 114 sichergestellt.

Die Funktion des in Antriebsrichtung abschaltbaren Freilau fes ist wie folgt:

In der Drehmomentübertragungsstellung ragen die Köpfe der Steuerstifte 103 in die mit den Durchbrüchen 122 in der Kupplungshülse 101 fluchtenden Ausnehmungen 105 des Steuer ringes 104 hinein. Die Durchbrüche 122 sind an ihrer Innen seite offen, so daß die Sperrklinken 118 in die Durchbrüche 122 zur Drehmomentübertragung eingreifen können. Soll die Kupplung in die Freigangposition umgeschaltet werden, muß der Steuerring 104 durch z. B. Einschieben eines Schaltbol zens (nicht dargestellt) in den Rotationsbereich der An schläge 107, entgegengesetzt zur Drehrichtung, zurückge stellt werden.

Die Steuerstifte 103 werden dann durch Anlaufen gegen die Schrägfläche 106 in der Kupplungshülse 101 radial nach in nen verschoben und die Sperrklinken 118 aus dem Eingriffs bereich in den Durchbrüchen 122 herausgedrückt.

Dieselbe Wirkung könnte auch durch Beaufschlagung des Steu erringes 104 mit einem Bremsband oder einer ähnlichen ab bremsenden Einrichtung erreicht werden.

Die Umschaltung von der Freigang- in die Drehmomentübertra gungsposition erfolgt selbsttätig wieder dadurch, daß auf grund der Wirkung der in Umfangsrichtung wirkenden Feder 115 der Steuerring 104 relativ zur Kupplungshülse 101 wie der derart verdreht wird, daß die Ausnehmungen 105 im Steu erring 104 wieder mit den Durchbrüchen 122 in der Kupp lungshülse 101 fluchten.

Die Fig. 3 bis 6 zeigen die Ausführung des erfindungsge mäßen Freilaufes in verschiedenen Momentanstellungen.

In der Fig. 3 befindet sich der Freilauf in der Drehmoment übertragungsposition. Die Steuerstifte 103 ragen mit ihren Köpfen in die Ausnehmungen 105 des Steuerringes 104 ein und geben die Ausnehmungen 122 für den Eingriff der Sperrklin ken 118 frei. Ein in der Kupplungshülse 101 tangential be weglich gehaltener Rastkörper 131 ist von einem Rückhalte stift 134, der sich am Steuernocken 133 des Rastkörpers 130 abstützt, in der dargestellten Position gehalten. Wird der Freilauf durch eine relative Rückstellung des Steuerringes 104 in die Freigangsposition überführt, d. h., die Steuer stifte 103 radial nach innen verschoben und damit die Durchbrüche 122 für die Sperrklinke 118 verschlossen bzw. die Sperrklinken 118 aus den Durchbrüchen 122 herausbewegt, laufen die Rückhaltestifte 134 aufgrund der Relativdrehung der Kupplungshülse 101 zur Kupplungsnabe 102 in die Taschen 136 ein und geben die Rastkörper 131 frei, so daß diese in die Taschen 136 der Steuerstifte 103 einfallen können (Fig. 4).

Wenn anschließend der Steuerring 104 aufgrund der Wirkung der in Umfangsrichtung wirkenden Feder 115, in die die Drehmomentübertragung ermöglichende Position zurückgestellt wird, werden die Durchbrüche 122 von den Steuerstiften 103 nicht freigegeben, da diese durch die von der Feder 132 in Richtung auf den Steuerstift 103 beaufschlagten Rastkörper 131 in der die Durchbrüche 122 verschließenden Stellung festgehalten werden.

Die Rastkörper 131 werden dabei durch Abstützung ihres Steuernockens 133 an dem Rückhaltestift 134 in der Sperr stellung festgehalten, wie in der Fig. 5 dargestellt.

Erst bei weiterer Verdrehung der Kupplungsnabe 102 zu der Kupplungshülse 101 erreichen die Taschen 136 den Bereich der Rückhaltestifte 134, so daß diese durch Einfallen in die Taschen 136 die Rastkörper 131 freigeben und die von der Kraft der Feder 120 radial nach außen beaufschlagten Steuerstifte 103 durch Einwirken der innenliegenden Teil fläche der keilförmig erweiterten Ausnehmung 130 die Rast körper 131 gegen die Kraft der Feder 132 aus ihrem Einwirk bereich auf die Steuerstifte 103 zurückschieben können. Damit ist die Kupplung wieder für den Übergang in die Dreh momentübertragungsposition freigegeben, wie in der Fig. 6 dargestellt.

Bei dem nächsten Anlaufen der Sperrklinken 118 an die Durchbrüche 122 schaltet der Freilauf in die Drehmoment übertragungsposition um.

Bezugszeichenliste

101 Kupplungshülse
102 Kupplungsnabe
103 Steuerstift
104 Steuerring
105 Ausnehmung
106 Schrägfläche
107 Anschlag
113 Anschlag
114 Schlitz
115 in Umfangsrichtung wirkende Feder
118 Sperrklinke
119 Feder
120 Feder
121 Schlitz
122 Durchbruch
126 Anschlag an der Kupplungshülse
127 Anschlag am Steuerring
128 Ausnehmung in der Kupplungsnabe
130 keilförmig erweiterte Ausnehmung
131 Rastkörper
132 Feder
133 Steuernocken
134 Rückhaltestift
135 Abstützung
136 Tasche

Claims

Schaltbarer Klinkenfreilauf, bestehend aus einer Kupp lungsnabe und einer Kupplungshülse, die in Antriebs drehrichtung über in ersten Ausnehmungen radial fe dernd gehaltenen Sperrklinken miteinander verbunden sind, bei dem die Kupplungshülse mit radialen, ver schiebbare Steuerstifte aufnehmenden Durchbrüchen versehen ist, und die durch Federkraft nach außen beaufschlagten Steuerstifte außen in in einem Steuer ring angeordnete, eine Schrägfläche aufweisende zweite Ausnehmung eingreifen wobei die Sperrklinken in Aus nehmungen der Kupplungsnabe radial nach außen federnd gehalten sind und die Durchbrüche korrespondierend zu diesen Ausnehmungen angeordnet sind, der die zweiten Ausnehmungen aufweisende Steuerring drehbar auf der Kupplungshülse angeordnet ist und die Schrägflächen der Ausnehmungen in Drehrichtung weisen, der Verdreh winkel des Steuerrings auf der Kupplungshülse durch einen mit der Kupplungshülse verbundenen, in einen im Steuerring vorgesehenen Schlitz eingreifenden Anschlag begrenzt ist, die Kupplungshülse und der Steuerring durch eine in Umfangsrichtung wirkende Feder derart zueinander beaufschlagt sind, daß die Ausnehmungen und die Steuerstifte in einer zueinander korrespondieren den Lage gehalten sind, und wobei der Steuerring durch eine Rückhalteeinrichtung gegen die Kraft der Feder verdrehbar ist, wobei die Steuerstifte durch Auf gleiten auf die Schrägflächen radial nach innen auf die Sperrklinken verschiebbar sind und diese dadurch in Entriegelungsstellung bringen, nach Patent Nr. 35 28 591,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Steuerstifte (103) mit je einer sich in der Radialebene beidseitig keilförmig nach außen erwei ternden Ausnehmungen (130) versehen sind,
in der Kupplungshülse (101) in Richtung auf die Steu erstifte (103) hin federbeaufschlagte, jeweils mit einem, zu den keilförmig erweiterten Ausnehmungen (130) korrespondierenden Kopf versehene, in der Ab schaltestellung der Steuerstifte (103) mit den Aus nehmungen (130) fluchtende Rastkörper (131) tangen tial geführt sind,
der Winkel der radial innenliegenden Keilflächen am Kopf der Rastkörper (131) derart ausgebildet ist, daß über die Steuerstifte (103) radial nach außen beaufschlagende Federn (120) eine der die Rastkörper (131) tangential beaufschlagenden Federkraft entgegengerichtete, größer als diese Federkraft ausgebildete Kraftkomponente herleitbar ist,
an der radial nach innen weisenden Seite der Rast körper (131) jeweils ein Steuernocken (133) angeordnet ist, wobei im tangentialen Bewegungsbereich des Steu ernockens (133) jeweils ein mit einem keilförmig aus gebildeten Kopf versehener, senkrecht zu der tangen tialen Bewegungsrichtung des Rastkörpers (131) ge führter Rückhaltestift (134) angeordnet ist,
die Rückhaltestifte (134) durch Anlage an einem ersten Teil einer an der Kupplungsnabe (102) vorgesehenen Umfangslaufbahn mit ihren Köpfen an einer Seite der Steuernocken (133) im Bewegungsbereich der Steuer nocken (133) gehalten und in einem zweiten Teil der Umfangslaufbahn Taschen (136) angeordnet sind, wobei die Rückhaltestifte (134) durch die jeweils auf die Rastkörper (131) bei Freigabe der Steuerstifte (103) durch den Steuerring (104) aus der Kraft der Feder (120) einwirkende Federkraft in die jeweiligen Taschen (136) einschiebbar sind.