DE3922222A1 - Freilaufkupplung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Freilaufkupplung mit zwei Kupplungsteilen, nämlich einem Innenteil und einem Außen­ teil, sowie mit zwischen beiden über eine Steuereinrich­ tung mit einer gegen Drehung abgebremsten Reibanordnung in eine Einrück- oder eine Ausrückposition bezüglich der beiden Drehrichtungen schwenkbaren Sperrklinken.

Bei solchen aus der DE-AS 16 25 730 bekannten Freilauf­ kupplung ist eine Sperrklinke vorgesehen, die doppelarmig ausgebildet und schwenkbar im treibenden Teil gelagert ist. Der eine Arm der Sperrklinke dient dazu, eine Drehmo­ mentübertragung in der einen Drehrichtung und der andere dazu eine Drehmomentübertragung in der anderen Drehrich­ tung zu bewirken.

Eine Bremsanordnung bewirkt, daß je nach Antriebsdrehrich­ tung, die doppelarmige Sperrklinke in die entsprechende Ausnehmung hineingeschwenkt wird. Für den Umschaltvorgang von der einen Drehrichtung in die andere Drehrichtung ist jeweils ein Durchgang durch die Nullposition, bei der die Sperrklinke mit keiner der zur Drehmomentübertragungen im Außenteil vorgesehenen Sperrflächen in Anlage ist. Es ist also von der einen Drehmomentübertragungsrichtung zur anderen der doppelte Weg in Umfangsrichtung zurückzulegen, der erforderlich ist um von der Nullstellung in eine der Drehmomentübertragungsrichtungen einrasten zu können. Des weiteren ist das gesamte Drehmoment über das Zapfenlager für die Sperrklinke zu leiten. Das Lager muß also entsprechend groß ausgebildet sein, um die Kräfte aufnehmen zu können.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine zur Dreh­ momentübertragung in zwei Drehrichtungen vorgesehene Frei­ laufkupplung vorzuschlagen, bei der der Ansprechweg beim Umschalten von der einen Drehrichtung in die andere kurz ist und bei dem darüber hinaus die zur Drehmomentübertra­ gung resultierenden Kräfte keinen Einfluß auf die Lager­ ung der Sperrklinken haben.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zwei Sätze von Sperrklinken vorgesehen sind, die zur Dreh­ momentübertragung in entgegengerichteter Drehrichtung und Freischaltung in der jeweils anderen Drehrichtung ausgebildet sind, daß alle Sperrklinken, in umfangsver­ teilt angeordneten Ausnehmungen eines Kupplungsteiles schwenkbar abgestützt und in Stützausnehmungen des anderen Kupplungsteiles in Eingriff bringbar sind, und daß die Sperrklinken der beiden Sätze jeweils über einen separaten Steuerring verschwenkbar sind, wobei die Steuerringe je­ weils begrenzt relativ verdrehbar gegenüber dem die Sperr­ klinken lagernden Kupplungsteil gehalten sind.

In Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Steuerringe (32, 33) jeweils begrenzt relativ verdrehbar gegenüber dem die Sperrklinke (4, 5) lagernden Kupplungs­ teil (2) gehalten sind.

Von Vorteil bei dieser Ausführung ist, daß unmittelbar eine Einleitung des Drehmomentes über flächige Abstützung der Sperrklinken an den jeweiligen Ausnehmungen der beiden Kupplungsteile übertragen wird. Das Schwenklager selbst wird durch diese Übertragung der Kräfte nicht beeinflußt. Darüber hinaus wird eine Verkürzung des Leerweges zur Bewegung der Sperrklinken von der einen Drehmomentüber­ tragungsrichtung in die andere Drehmomentübertragungs­ richtung erreicht. Während der eine Satz von Sperrklinken aus der Drehmomentangriffsposition herausbewegt wird, werden gleichzeitig die Sperrklinken des anderen Satzes für die Umschaltung in die andere Drehrichtung in die entsprechenden Stützausnehmungen hereinbewegt. Damit wird die Ansprechzeit bei der Umschaltung wesentlich verkürzt.

Aus der EP 02 13 291 B1 ist es zwar bereits bekannt, zwei Sätze von Drehmomentübertragungselementen vorzusehen, diese sind jedoch als Klemmkörper ausgebildet. Sie werden durch einen gemeinsamen Käfig in die jeweilige Drehmoment­ übertragungsrichtung geführt. Dabei erfolgt ebenfalls eine Bewegung durch Null. Dies ist die Position, in der die Klemmkörper der beiden Sätze sich in der Drehmomentüber­ tragungsfreien Position befinden. Zur Umschaltung von der einen Drehmomentübertragungsposition in die andere Dreh­ momentübertragungsposition ist also der doppelte Weg, der von der Nullposition in eine Drehmomentübertragungsposi­ tion erforderlich ist, zurückzulegen.

Ein weiterer Nachteil dieser Ausführung ist, daß durch die einteilige Ausführung der Klinken die Freillaufseite die Überholseite schwingungsmäßig angeregt wird und die Kupplungsfunktion gefördert.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß jedem der separaten Steuerringe ein Reibring zugeord­ net ist, und daß die Reibringe jeweils in einem Aufnahme­ ring gehalten sind, welche undrehbar ortsfest abgestützt oder gegen Rotation bremsbar auf einem Kupplungsteil ge­ lagert sind.

Nach einem weiteren wesentlichen Merkmal ist vorgeschla­ gen, daß an dem Kupplungsteil, das die Stützausnehmungen aufweist, Sperrelemtente über Reibschluß in Drehrichtung geführt sind, wobei die Sperrelemente bei schnellerer Rotation des zugehörigen Kupplungsteiles als das die Sperrklinken lagernde Kupplungsteil im gleichen Drehsinne, die überholten Sperrklinken in Freilaufposition - in zu den Stützausnehmungen abgehobener Position - halten.

Durch diese Maßnahme wird erreicht, daß in der Situation, bei der das angetriebene Kupplungsteil schneller läuft, als das treibende Kupplungsteil, die Sperrklinken, die von den Steuerringen und den Reibringen in die Drehmomentüber­ tragungsposition beaufschlagt sind, nicht in den Stützaus­ nehmungen ratschen, sondern zu diesen in abgehobener Position gehalten werden. Das ansonsten typische Ratschen­ geräusch ist also hierbei nicht gegeben. Dadurch verrin­ gert sich auch die Reibung beim Überholvorgang. Auf der anderen Seite wird gewährleistet, daß dann, wenn das trei­ bende Kupplungsteil wieder schneller rotiert als das ange­ triebene Kupplungsteil, die Sperrelemente nicht mehr an den Sperrklinken angreifen und diese ohne Verzögerung in die entsprechenden Stützausnehmungen zur Drehmomentüber­ tragung hineinbewegt werden können.

Um in allen Betriebszuständen eine exakte Steuerung der Sperrklinken zu erreichen, ist vorgesehen, daß die Steuer­ ringe mit einer zylindrischen Reibfläche und der Reib­ fläche abgewandt für die einem Satz zugehörigen Sperr­ klinken mit radialen Führungsansätzen, die an entsprech­ enden Führungsmitteln der Sperrklinken angreifen, versehen sind.

Bevorzugt sind die Reibringe als Radialwellendichtringe ausgebildet, die über eine Feder vorgespannt auf der Reibfläche des zugehörigen Steuerringes anliegen.

Des weiteren ist vorgeschlagen, daß die Sperrklinken mit­ tig bezüglich ihrer axialen Erstreckung mit einem zu ihrer Schwenkachse radial versetzten Schwenkzapfen als Führungs­ mittel versehen sind, und daß die Führungsansätze der Steuerringe, diese in Radialschitzen führen.

Zur sicheren Heraushebung der Sperrklinken in der Überhol­ position aus den entsprechenden Stützausnehmungen ist in weiterer Ausgestaltung vorgeschlagen, daß eine der halben Anzahl von Sperrklinken entsprechenden Anzahl von Sperr­ elementen vorgesehen ist, welche jeweils zwischen zwei für eine Drehmomentübertragung in entgegengesetzter Drehrich­ tung vorgesehenen Sperrklinken angeordnet sind und mit ihren Endflächen auf eine der Sperrklinken je nach Dreh­ richtung einwirken. Dabei sind die Sperrelemente vorzugs­ weise als Kreisringsegmente ausgebildet und in einer Nut des zugehörigen Kupplungsteiles angeordnet und von einem elastischen Ring in Reibschluß zu dieser gehalten. Der Reibschluß der Sperrelemente gegenüber dem zugeordneten Kupplungsteil läßt es zu, daß dieses das treibende Kupp­ lungsteil überholen kann. Auf der anderen Seite ist jedoch der Reibschluß ausreichend, um eine sichere Ausschaltung zu bewirken, indem die Sperrklinken entgegen der von den Reib- und Steuerringen ausgeübten Rückstellkraft in die Stützausnehmungen in abgehobener Position gehalten werden.

Obwohl eine reine Lagerung der Sperrklinken nur in den Ausnehmungen ausreichend ist, ist in weiterer Ausgestal­ tung der Erfindung vorgesehen, daß die Sperrklinken bei­ dendig mit Führungszapfen versehen sind, die an entsprech­ enden Führungslagern des sie lagernden Kupplungsteiles mit Spiel gehalten sind. Die Führung mit Spiel ist erforder­ lich, um ein einwandfreies Abstützen in der Stützaus­ nehmung einerseits und in der Ausnehmung, in der sie ge­ lagert sind, andererseits ohne Verklemmung zu erreichen.

Vorzugsweise sind die Sperrklinken 11 L-förmig ausgebildet und die Kanten in der die Außenflächen der Schenkel zu­ sammenlaufen, bilden die Schwenkachsen, die jeweils in der Spitze der zugehörigen Ausnehmungen des sie lagernden Kupplungsteiles ruhen.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist das Außenteil das Kupplungsteil, in dem die Sperrklinken in Ausnehmungen gelagert sind. Alternativ ist es jedoch auch möglich, daß das Innenteil das Kupplungsteil ist, in dem die Sperr­ klinken in den Ausnehmungen gelagert sind.

Für den Fall, daß das Außenteil, das Kupplungsteil ist, in dem die Sperrklinken gelagert sind, ist vorgesehen, daß das Außenteil geteilt ausgebildet ist und die beiden Teile in der Trennfuge mit Führungsausnehmungen versehen sind. Die beiden Außenteile können dabei identisch ausgebildet sein. Sie werden durch eine Schraubverbindung zusammengehalten.

Zur Reibungsverminderung ist vorgesehen, daß der Aufnahme­ ringe, in denen die Reibringe angeordnet sind, unter Zwi­ schenschaltung von Lagerbüchsen auf der Außenfläche des Außenteiles gelagert ist.

Zur Führung der Sperrklinken gegenüber dem sie lagernden Teil, ist vorgesehen, daß als Führungslager Halteringe vorgesehen sind, die in die Führungszapfen überlappende Bohrungen des Außenteiles eingesetzt sind und die Führungszapfen übergreifen.

Schließlich ist für die Lagerung der Sperrelemente vorge­ sehen, daß das Innenteil mittig bezüglich seiner Axial­ erstreckung mit einer umlaufenden Nut versehen ist, an deren seitlichen Wandungen die Sperrelemente durch einen elastischen Ring in Anlage gehalten sind, wobei die Sperrelemente jeweils radial aus der Nut heraus in den Zwischenraum zweier gegensinnig angeordneter Sperrklinken hineinragen.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung schematisch dargestellt.

Es zeigt

Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine erste Ausfüh­ rungsform eines Freilaufes,

Fig. 2 einen Schnitt A-A gemäß Fig. 1,

Fig. 3 einen Längsschnitt N-N durch das erste Kupplungsaußenteil,

Fig. 4 eine Seitenansicht zu Fig. 3,

Fig. 5 eine weitere Seitenansicht zu Fig. 3,

Fig. 6 das zweite Kupplungsaußenteil im Schnitt,

Fig. 7 eine Seitenansicht zu Fig. 6,

Fig. 8 eine Ansicht eines Steuerringes,

Fig. 9 eine Seitenansicht zu Fig. 8 im Schnitt,

Fig. 10 eine Vorderansicht einer Sperrklinke,

Fig. 11 eine Seitenansicht zu Fig. 10,

Fig. 12 einen Schnitt E-E gemäß Fig. 10,

Fig. 13 eine Seitenansicht eines Innenteils,

Fig. 14 einen Längsschnitt durch das Innenteil gemäß Fig. 13,

Fig. 15 einen Axialschnitt durch einen Aufnahmering,

Fig. 16 einen Schnitt H-H durch eine weitere Ausführ­ ungsform eines Freilaufes gemäß Fig. 17 und

Fig. 17 einen Längsschnitt durch den Freilauf gemäß Fig. 16,

Fig. 18 einen Längsschnitt durch eine dritte Alterna­ tive eines Freilaufs, bei dem die Sperr­ klinken dem Innenteil zugeordnet sind und

Fig. 19 eine Seitenansicht gemäß Fig. 18 im Schnitt gemäß Schnittlinie I-I.

Der ersten Ausführungsform einer Freilaufkupplung 1 sind die Fig. 1 bis 15 zugehörig. In den Fig. 1 und 2 ist die Freilaufkupplung 1 in montierter Form dargestellt, während in den weiteren Fig. 3-15 jeweils Einzelteile der Kupplung zur Verdeutlichung dargestellt sind.

Die Freilaufkupplung 1 besteht im wesentlichen aus dem geteilt ausgebildeten Außenteil 2, dessen beide Teile mit 2a bzw. 2b bezeichnet sind, dem Innenteil 3, das koaxial in einer Bohrung des Außenteiles 2 angeordnet ist sowie den dazwischen angeordneten Sperrklinken 4, 5. Die Sperr­ klinken 4, 5 sind umfangsverteilt dem Außenteil 2 zugeord­ net. Sie sind jeweils in Ausnehmungen 15, 16 des Außentei­ les 2 gelagert. Wie aus den Fig. 10 bis 12 ersichtlich, sind die Sperrklinken 4, 5 gleich ausgebildet, jeweils jedoch in entgegengesetzter Richtung in den Ausneh­ mungen 15, 16 aufgenommen. So sind einen ersten Satz von Sperrklinken insgesamt drei solcher Sperrklinken zuge­ hörig die in Ausnehmungen 15 angeordnet sind. Sie weisen mit ihren langen Schenkeln 7 und den Endflächen 10 in Richtung n des in Fig. 2 angegebenen Drehrichtungpfeiles. Die dem weiteren Satz von Sperrklinken 5 zugehörigen Sperrklinken sind in Ausnehmungen 16 so angeordnet, daß sie den ersten Sperrklinken 4 entgegengerichtet sind. Sie weisen also mit ihren Endflächen 10 der Drehrichtung gemäß Pfeilrichtung n entgegen.

Die Sperrklinken 4 bzw. 5 sind abwechselnd in Umfangsrichtung in den Ausnehmungen 15 bzw.16 angeordnet.

Aus den Fig. 10 bis 12 ist die L-förmige Ausbildung erkennbar. Der lange Schenkel ist mit 7 und der kurze mit 6 bezeichnet. Die Außenflächen 8, 9 der beiden Schenkel 6, 7 laufen in der Kante 11 zusammen, die auch die Schneide bildet, die zur Lagerung in der Spitze 17 der Ausnehmungen 15, 16 vorgesehen ist. Endseitig sind die Sperrklinken 4, 5 im Bereich des kurzen Schenkels 6 mit Führungszapfen 12 versehen, die im Querschnitt als Viertelkreise ausgebildet sind. Diese sind in entsprechenden Halteringen 30 aufge­ nommen. Die Halteringe 30 sind in Bohrungen 31 des Außen­ teiles 2 eingesetzt. Dabei ist die Bohrung 31 für die Halteringe 30 so angeordnet, daß sie die Führungszapfen 12 überschneidet, so daß die Halteringe 30 über die Führungs­ zapfen 12 geschoben werden können. Die Halteringe 30 um­ fassen die Führungszapfen 12 mit Spiel, so daß sich die Sperrklinken 4, 5 ohne daß Zwängungen entstehen, in der zugehörigen Ausnehmung 15 bzw. 16 einstellen können und mit ihrer Schwenkachse 11 in Anlage zu der Spitze 17 der Ausnehmung 15, 16 gebracht werden können bzw. sich ohne Zwängung an die entsprechenden Anlageflächen der Ausneh­ mungen 15, 16 zur Drehmomentübertragung abstützen können. Die Abstützung der Sperrklinken 4, 5 erfolgt über die Außenfläche 8 des kurzen Schenkels 6 bezüglich des Außenteiles 2 und über die Endfläche 10 in den Stützaus­ nehmungen 18, welche sägezahnförmig ausgebildet sind und sich auf dem Umfang des Innenteiles 3 verteilt erstrecken. Dies ist insbesondere aus den Fig. 13 und 14 erkennbar, in denen das Innenteil 3 als Einzelteil dargestellt ist. Die Stützausnehmungen 18 besitzen jeweils zwei Stützfläch­ en 19 und 20, an denen die Sperrklinken 4, 5 zur Anlage kommen. Bei dem Ausführungsbeispiel nach den Fig. 1 und 2 kommt beispielsweise die Sperrklinke 4 jeweils zur Anla­ ge an den Stützflächen 19, während die Sperrklinken 5 zur Anlage an den Stützflächen 20 gelangen. Hierdurch wird für die Sperrklinken 4 eine Drehmomentübertragung in Pfeil­ richtung n bewirkt, während für die Sperrklinken 5 eine Drehmomentübertragung entgegen der Pfeilrichtung n er­ reicht wird.

Aus den Fig. 1, 13 und 14 ist erkennbar, daß das Innen­ teil 3 gegenüber dem Außenteil 2 durch Wälzlager 22 gela­ gert ist. Die Wälzlager 22 sind auf Lagersitzflächen 21 des Innenteiles 3 sowie in Lagerbohrungen 25 des Außen­ teiles 2 gehalten. Sie erstrecken sich darüber hinaus in zwei Deckel 23 und 24 hinein. Der in Fig. 1 links er­ kenntliche Deckel ist mit 23 und der andere Deckel mit 24 bezeichnet.

Zur Führung der Sperrklinken, d.h. zur Synchronisation der Bewegung der Sperrklinken 4 und 5, die jeweils einem Satz zugehörig sind, sind Steuerringe 32, 33 vorgesehen. Diese wirken mit dem Schwenkzapfen 13 der Sperrklinken 4, 5 zu­ sammen. Diese Schwenkzapfen 13 sind mittig der axialen Erstreckung der Sperrklinken 4, 5 angebracht. Die Aus­ bildung der Schwenkzapfen 13 ist insbesondere aus den Fig. 10 und 12 erkennbar. Es ist erkennbar, daß der Schwenkzapfen 13 zur Schwenkachse 11 versetzt ist. Die jeweils einem Satz zugehörigen Sperrklinken 5 bzw. 4 sind jeweils durch einen Steuerring 32 bzw. 33 synchronisiert. So werden die Sperrklinken 5 durch den Steuerring 32 und die Sperrklinken 4 durch den Steuerring 33 in ihrer Bewe­ gung synchronisiert.

Die beiden Steuerringe sind in einer Nut 41 im Außenteil 2 angeordnet. Die Nut 42 ist jeweils teilweise den Außen­ teilen 2a und 2b zugehörig. Die beiden Steuerringe 32, 33 weisen einen zylindrisch verlaufenden Abschnitt auf, der außen mit einer zylindrischen Reibfläche 38 versehen ist. Abgewandt von der Reibfläche 38 verlaufen in radialer Richtung, und zwar bei diesem Ausführungsbeispiel radial nach innen, Führungsansätze 39, die mit Radialschlitzen 40 versehen sind. Die Führungsansätze 39 sind umfangsverteilt entsprechend der Anordnung der Sperrklinken 4, 5, zu deren Führung sie dienen, verteilt. Die Radialschlitze 40 der Führungsansätze 39 dienen zur Umschließung der Schwenk­ zapfen 13 der jeweiligen Sperrklinken 45. Die beiden Steu­ erringe 32, 33 sind so angeordnet, daß sie mit dem Bereich, der die Führungsansätze 39 enthält, einander zugerichtet sind. Damit die in den Fig. 8 und 9 als Einzelteil ersichtlichen Steuerringe mit ihren Führungsansätzen 39 in den Bereich der Schwenkzapfen 13 der Sperrklinken 4 bzw. 5 radial hineinragen können, ist das Außenteil 2 geteilt ausgebildet. Die beiden Teile des Außenteiles sind aus den Fig. 3 bis 7 ersichtlich. So ist das in der Fig. 1 links ersichtliche Außenteil 2a aus den Fig. 3 bis 5 und das in Fig. 1 rechts ersichtliche Außenteil 2b aus den Fig. 6 und 7 erkenntlich. Die beiden Außenteile 2a und 2b sind an sich identisch. Um jedoch die Funktion besser erläutern zu können, wird auf diese einzeln Bezug genommen. Bei dem in den Fig. 3 bis 5 dargestellten Außenteil 2b ist erkenntlich, daß abwechselnd Ausnehmungen 15 und 16 vorgesehen sind, welche jeweils zur Aufnahme der Sperrklinken 4 bzw. 5 dienen. Die Ausnehmungen 15, 16 sind im wesentlichen dreieckförmig gestaltet. Ihre Spitze 17 bildet das Lager für die Kante der Sperrklinken 4, 5 die die Schwenkachse 11 darstellt. Die Trennfläche, das ist zum Außenteil 2b die rechte Fläche entsprechend Fig. 3, ist mit 27 bezeichnet, während bei dem Außenteil 2b die linke Fläche gemäß Fig. 6 die Trennfläche darstellt und ebenfalls mit 27 bezeichnet ist. Es ist erkennbar, daß die beiden Außenteile 2a und 2b sich ergänzende Ausdrehungen aufweisen, die zusammen die Nut 41 zur Aufnahme der beiden Steuerringe 32, 33 bilden. Die beiden Außenteile 2a und 2b sind in der in Fig. 1 dargestellten montierten Stellung mit ihren Trennflächen 27 aneinanderliegend gehalten. Für die Hindurchführung der den Steuerring 32, 33 zugehörigen Führungsansätze 39 in den Bereich der Schwenkzapfen 13 der Sperrklinken 4, 5 radial nach innen sind Führungsausneh­ mungen 43 vorgesehen. Die Führungsausnehmungen 43 sind jeweils den Ausnehmungen 15 bzw. 16 zugehörig. Aus Fig. 4 ist erkennbar, daß beim Außenteil 2a, dem der Führungsring 32 zugeordnet ist und welcher zur Steuerung der Sperrklinken 5 dient, die Führungsausnehmungen 43 in Ausnehmungen 16, in denen die Sperrklinken 5 angeordnet sind, überdecken. Die Führungsausnehmungen 43 sind seitlich durch Begrenzungsflächen 44, 45 begrenzt, die so angeordnet sind, daß genügend Bewegungsfreiraum für die zugehörigen Sperrklinken 5 von der Einrück- in die Ausrückposition gegenüber dem Innenteil 3 vorhanden ist. Im Normalfalle kommen jedoch die Führungsansätze nicht zur Anlage.

Aus Fig. 4 ist ersichtlich, daß drei solcher Führungsaus­ nehmungen 43 vorgesehen sind.

Das andere Außenteil 2b, das in den Fig. 6 und 7 dar­ gestellt ist, weist umfangsverteilt drei Führungsausneh­ mungen 43 auf, die den Ausnehmungen 15 zugeordnet sind. Diese Führungsausnehmungen 43 dienen für den Durchgriff der Führungsansätze 39 des Steuerringes 33, welcher die Sperrklinken 4 in ihrer Bewegung synchronisiert.

Die beiden Außenteile 2a, 2b sind mit korrespondierenden Bohrungen 28 versehen, welche sich in den Lagerdeckeln 23, 24 fortsetzen. Der Lagerdeckel 23 ist mit einer Gewinde­ bohrung versehen, während der Anschlußdeckel 24 mit einer versenkten Bohrung versehen ist, in welchen die Verbin­ dungsschrauben 29 mit ihrem Schraubenkopf aufgenommen sind, während sie mit ihrem Gewindeende in die denn Deckel 23 zugehörige Bohrungen eingeschraubt sind.

Durch die Deckel 23, 24 und die Schrauben 29 werden nicht nur das Innenteil 3 und die beiden Teile 2a, 2b, die das Außenteil 2 bilden, zusammengehalten, sondern darüber hinaus auch noch die Reibanordnung, über die die Steuer­ ringe 32, 33 gesteuert werden. Auf der Außenfläche 42 des Außenteiles 2 ist unter Zwischenschaltung von Lagerbüchsen 46 und Aufnahmeringen 47 die Reibringe 34, 35 gelagert. Im Bereich der Anlageflächen 26 der beiden Außenteile 2a, 2b, an denen die Deckel 23, 24 anliegen, sind axial über Führ­ ungsringe 51 die Lagerbüchsen 46 gesichert. Die Lager­ büchsen 46 sind in der Bohrung 48 der beiden Aufnahmeringe 47 gehalten. Jeder der beiden Aufnahmeringe 47 besitzt eine Eindrehung 63, in der ein Reibring 34 bzw. 35 aufge­ nommen ist. Der Reibring 34 wirkt mit seiner Anlagefläche 36 mit der Reibfläche 38 des Steuerringes 32 zusammen. Er ist mit seiner Außenfläche 37 in der Eindrehung 63 des Aufnahmeringes 47 drehfest gehalten. Der Reibring 35 liegt mit seiner Anlagefläche 36 auf der Reibfläche 38 des Steu­ erringes 33 an. Dem anderen Aufnahmering 47 ist der Reib­ ring 35 zugeordnet, der ebenfalls mit seiner Außenfläche 37 in die Eindrehung 63 drehfest eingesetzt ist. Die bei­ den Aufnahmeringe 47 sind so einander gegenüber auf der Außenfläche 42 des Außenteiles 2 angeordnet, daß ihre Eindrehungen 63 eine Kammer für die Aufnahme der beiden Reibringe 34, 35 bilden. Die beiden Aufnahmeringe 47 sind von einem Klemmring 49 umschlossen, der mit Befestigungs­ ösen 50 versehen ist, über welchen die Aufnahmeringe 47 und über diese die beiden Reibringe 34 ortsfest gegenüber dem sich drehenden Außenteil 2 gehalten werden können.

Für den Fall, daß das Außenteil 2 in Drehrichtung n gemäß Fig. 2 um die Drehachse X-X der Freilaufkupplung 1 ge­ dreht wird, erfolgt über den Reibschluß zwischen dem Reib­ ring 35 mit der Reibfläche 38 des Steuerringes 33 ein Zurückhalten des Steuerringes 33 gegenüber der Dreh­ bewegung des Außenteiles 2, so daß aufgrund der Anlenkung der Sperrklinken 4 diese aus der in Fig. 2 dargestellten ausgerückten Position in die eingerückte Position und mit ihren Endflächen 10 in Anlage zur Fläche 19 der Stützaus­ nehmung 18 des Innenteiles 3 nach innen verschwenkt wer­ den. Gleichzeitig wird aufgrund des Reibschlusses zwischen dem Reibring 34 und dem Steuerring 32 dieser gegenüber der Drehbewegung in Drehrichtung n zurückgehalten. Aufgrund der jedoch entgegengerichteten Anordnung der Sperrklinke 5 zu der der Sperrklinke 4 erfolgt ein Ausrücken der Sperr­ klinke 5 mit ihrer Endfläche 10 aus der Anlage zur Stützfläche 20 der Stützausnehmung 18. Die Sperrklinke 5 wird dann aus der in Fig. 2 erkennbaren, eingerückten Position in die Position, die die Sperrklinke 4 entsprech­ end der Darstellung in Fig. 2 einnimmt, bewegt. Sie ent­ fernt sich also radial von den Stützausnehmungen 18 im Innenteil 3. Es tritt also eine Relativbewegung zwischen den Steuerringen 32, 33 in den jeweiligen Führungsaus­ nehmungen 43 gegenüber den beiden Außenteilen 2a, 2b ein, wobei sie sich jeweils eine der Begrenzungsflächen 44, 45 der Außenteile 2a, 2b annähern, ohne jedoch an diese zur Anlage zu kommen.

Das Schwenken der Sperrklinken 4, 5 erfolgt jeweils um die Schwenkachse 11 unter Zuhilfenahme des Schwenkmomentes, das über die Steuerringe 32 bzw. 33 auf die Zapfen 13 der Sperrklinken 5 bzw. 4 ausgeübt wird.

Für die Position, die in Fig. 2 dargestellt ist, das heißt, bei der eine Drehmomentübertragung entgegen der Drehrichtung n durch die Sperrklinken 5 vom Außenteil 2 auf das Innenteil 3 erfolgt, kann ein Überholen be­ ziehungsweise Freilauf durch das Innenteil 3 ebenfalls entgegen der Richtung n erfolgen. Hierbei gleiten die Sperrklinken 5 an den Stützflächen der Stützausnehmung 18 radial nach außen entgegen der Verstellkraft, die durch den Reibring 34 zur Verstellung in die eingerückte Positi­ on ausgeübt wird. Der Reibschluß läßt auch eine Rück­ stellung, das heißt eine Relativbewegung des Steuerringes 32 gegenüber dem Reibring 34 zur Rückdrehung der Sperr­ klinken 5 zu. Tritt wieder ein Zustand ein, daß das Außen­ teil 2 entgegen der Drehrichtung n die Umdrehungszahl des Innenteiles 3 erreicht oder überschreitet, erfolgt automa­ tisch wieder ein Einrücken der Sperrklinken 5 in die in Fig. 2 dargestellte Position und eine Mitnahme des Innen­ teiles 3 durch das Außenteil 2. Für den Anschluß an ein treibendes oder getriebenes Bauteil ist die Freilauf­ kupplung 1 im Bereich des Anschlußdeckels 24 mit Gewinde­ bohrungen 26 versehen. Das Innenteil 3 ist über eine in die Anschlußbohrung 59 einsteckbare Welle, beispielsweise mit einem zu treibenden Teil verbindbar.

Um in der Freilaufposition, das heißt dann, wenn das Innenteil 3 schneller läuft als das jeweils zum Antrieb vorgesehene Außenteil 2, ein Ratschen der Sperrklinken 4 bzw. 5 auf der Außenfläche des Innenteiles 3, da diese aufgrund der Reibringe je nach Drehrichtung in Richtung der radialen Bewegung in die Stützausnehmung hinein beauf­ schlagt sind, zu vermeiden, ist eine Weiterbildung der mit in den Fig. 16 und 17 beschriebenen Lösung eine Anord­ nung von Sperrelementen getroffen. Zwischen jeweils zwei entgegengerichtet angeordneten Sperrklinken 4 und 5 sind Sperrelemente 55 in einer Nut 53 des Innenteiles 3 ange­ ordnet. Die Nut 53 befindet sich etwa mittig im Bereich der Trennfläche 27 des Außenteiles 2. Die Sperrelemente 55 sind kreisringförmig ausgestaltet. Jeweils zwei Sperrele­ mente 55 sind zur Einwirkung auf zwei aufeinander folgende aber entgegengerichtet angeordnete Sperrklinken 4, 5 vor­ gesehen. Zwischen den Sperrelementen 55 ist ein elasti­ scher Ring 56 mit Vorspannung eingesetzt, so daß die Sperrelemente 55 seitlich an die Seitenwände 54 der Nut 53 angedrückt werden und in Reibschluß gehalten werden. Radi­ al ragen die Sperrelemente 55 so weit aus der Nut 53 des Innenteiles 3 heraus, daß sie in den Bereich der Sperr­ klinken 4, 5 hineinragen. Die Sperrklinken 4, 5 besitzen Flächen 14, an denen die Endflächen 61 der Sperrelemente 55 zur Anlage kommen. Für den Fall, daß das Innenteil 3 schneller in Drehrichtung n gemäß Fig. 16 rotiert, als das Außenteil 2, werden über den Reibschluß die Sperrele­ mente 55 in Drehrichtung n mitgenommen und laufen gegen die Anlauffläche 14 der Sperrklinke 4 an, und heben sie gegen die Reibkraft, die auf die Sperrklinken 4 durch den Reibring 35 und den Steuerring 33 ausgeübt wird, aus der zugehörigen Stützausnehmung 18 des Innenteiles 3 heraus. Bei Überholen des Außenteiles 2 durch das Innenteil 3 in einer Drehrichtung, die der Drehrichtung n entgegengesetzt ist, kommt die andere Endfläche 21 der Sperrelemente 55 in Anlage zur Anlauffläche 14 der anderen Sperrklinke 5. Bei dem in den Fig. 16 und 17 dargestellten Ausführungsbei­ spiel sind insgesamt vier Sperrklinken, also jeweils 2 Sperrklinken 4 und zwei Sperrklinken 5 je Drehrichtung vorgesehen. Entsprechend sind eine der halben Anzahl ent­ sprechende Anzahl von Sperrklinken 4, 5 also zwei Sperrelementpaare 55 vorgesehen.

Neben der im Zusammenhang mit dem Ausführungsbeispiel nach den Fig. 1 bis 15 erläuterten Reibringsteuerung, bei der die Aufnahmeringe und damit die Reibringe 34, 35 über den Klemmring 49 ständig ortsfest, das heißt undrehbar gehalten ist, kann, wie aus den Fig. 16 und 17 ersichtlich, eine Bremsscheibe 57 dem einzigen Aufnahmering 47 zugeordnet sein. Die Bremsscheibe 57 ist über einen Bremsschuh 58 wahlweise mit einer Bremskraft beaufschlagbar. Es ist jedoch auch denkbar, daß die aus der Bremsscheibe 57 und dem der Bremsschuh 58 bestehende Bremsanordnung als Hysteresebremse ausgeführt ist. Sofern es sich um eine fremdbetätigbare Bremse handelt, kann jeweils dann, wenn wirklich ein Schaltvorgang gewünscht ist, bei Drehrichtungsänderung ein Bremsmoment auf die Bremsscheibe 57 ausgeübt werden.

Ansonsten entspricht die Freilaufkupplung 1a im wesent­ lichen der Ausführungsform nach Fig. 1 und 2. Lediglich die Reibringe 34, 35 sind in diesem Falle als im Querschnitt quadratische Ringe ausgestaltet. Darüber hinaus sind die Sperrklinken 4 bzw. 5 geteilt ausgebildet, und ihre beiden Einzelteile sind durch einen Steckbolzen 64 miteinander verbunden.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach den Fig. 18 und 19 sind die Sperrklinken 4, 5 dem Innenteil 3 zugeordnet, das heißt, die sie lagernden Ausnehmungen 15 und 16 sind im Innenteil 3 angebracht, während die Stützausnehmungen 18 sich im Außenteil 2 befinden. In diesem Falle stellt das Innenteil 3 das jeweils treibende Teil dar, während das Außenteil 2 angetrieben wird. Die Reibringe 34, 35 werden entsprechend gegenüber dem Innenteil 3 und den dem Innenteil 3 zugeordneten Steuerringen 32, 33 wirksam.

Außenteil 2 und Innenteil 3 sind einander gegenüber durch Wälzlager 22 gelagert. Bei diesem Ausführungsbeispiel sind die Führungsmittel 13 nicht im mittleren Bereich der Sperrklinken 4, 5 angeordnet, sondern erstrecken sich, ausgehend von einer Stirnfläche der Sperrklinken 4, 5. Die, wie aus Fig. 19 ersichtlich, bogenförmige Ausbildung der Außenkontur der Führungsmittel 13 dient als Anlageflä­ che für die Reibringe 34 bzw. 35. Die bogenförmigen Führungsflächen der Führungsmittel 13, die den Sperrklin­ ken 4 zugehörig sind, haben einen größeren Durchmesser als die Führungsflächen der Führungsmittel 13, die den Sperrklinken 5 zugehörig sind. Im übrigen sind die als Ansätze gestalteten Führungsmittel 13, die den Sperrklin­ ken 5 zugeordnet sind, axial länger ausgebildet, als die den Sperrklinken 4 zugehörigen Führungsmittel. Beide Steuerringe 32, 33 besitzen nach außen gerichtete Flansche 65, die ortsfest, das heißt undrehbar gehalten sind, oder aber über eine Bremse beeinflußbar gehalten werden können.

Bezugszeichenliste

 1, 1a, 1b Freilaufkupplung
 2, 2a, 2b Außenteil
 3 Innenteil
 4, 5 Sperrklinke
 6 kurzer Schenkel
 7 langer Schenkel
 8 kurze Außenfläche
 9 lange Außenfläche
10 Endfläche
11 Kante/Schwenkachse
12 Führungszapfen
13 Schwenkzapfen/Führungsmittel
14 Anlauffläche
15, 16 Ausnehmung
17 Spitze
18 Stützausnehmung
19, 20 Stützfläche
21 Lagersitzfläche
22 Wälzlager
23 erster Deckel
24 zweiter Deckel
25 Lagerbohrung im Außenteil
26 Deckelanlagefläche
27 Trennfläche
28 Schraubenbohrung
29 Verbindungsschraube
30 Haltering
31 Bohrung für Haltering
32, 33 Steuerring
34, 35 Reibring
36 Anlagefläche des Reibringes
37 Außenfläche des Reibringes
38 Reibfläche des Steuerringes
39 Führungsansatz des Steuerringes
40 Radialschlitz
41 Nut im Außenteil
42 Außenfläche des Außenteils
43 Führungsausnehmung
44, 45 Begrenzungsfläche der Führungsausnehmung
46 Lagerbüchse
47 Aufnahmering
48 Bohrung im Aufnahmering
49 Klemmring
50 Befestigungsöse
51 Führungsringe
52 Dichtung
53 Nut
54 Seitenwände der Nut
55 Sperrelement
56 elastischer Ring
57 Bremsscheibe
58 Bremsschuh
59 Anschlußbohrung
60 Gewindebohrung
61 Endfläche des Sperrelements
62 Endfläche im Aufnahmering
63 Eindrehung
64 Steckbolzen
65 Flansche
n Drehrichtung

Claims (17)

1. Freilaufkupplung mit zwei Kupplungsteilen, nämlich einem Innenteil und einem Außenteil, sowie mit zwi­ schen beiden über eine Steuereinrichtung mit einer gegen Drehung abgebremsten Reibanordnung in eine Ein­ rück- oder eine Ausrückposition bezüglich der beiden Drehrichtungen schwenkbaren Sperrklinken, dadurch gekennzeichnet,
daß zwei Sätze von Sperrklinken (4, 5) vorgesehen sind, die zur Drehmomentübertragung in entgegenge­ richteten Drehrichtungen und Freischaltung in der jeweils anderen Drehrichtung ausgebildet sind,
daß alle Sperrklinken (4, 5) in umfangsverteilt ange­ ordneten Ausnehmungen (15, 16) eines Kupplungsteiles (2 oder 3) schwenkbar abgestützt und in Stützausneh­ mungen (18) des anderen Kupplungsteiles (3 oder 2) in Eingriff bringbar sind, und
daß die Sperrklinken (4, 5) der beiden Sätze jeweils über einen separaten Steuerring (32, 33) verschwenkbar sind, wobei die Steuerringe (32, 33) jeweils relativ verdrehbar gegenüber dem die Sperrklinken (4, 5) lagernden Kupplungsteil (2) gehalten sind.

2. Freilaufkupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerringe (32, 33) jeweils begrenzt relativ verdrehbar gegenüber dem die Sperrklinken (4, 5) lagernden Kupplungsteil (2) gehalten sind.

3. Freilaufkupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jedem der separaten Steuerringe (32, 33) ein Reib­ ring (34, 35) zugeordnet ist, und daß die Reibringe (34, 35) jeweils in einem Aufnahmering (47) gehalten sind, welche undrehbar ortsfest abgestützt oder gegen Rotation bremsbar auf einem Kupplungsteil (2) gelagert sind.

4. Freilaufkupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Kupplungsteil (3), das die Stützausneh­ mungen (18) aufweist, Sperrelemente (55) über Reib­ schluß in Drehrichtung geführt sind, wobei die Sperr­ elemente (55) bei schnellerer Rotation des zugehörigen Kupplungsteils (3) als das die Sperrklinken (4, 5) lagernde Kupplungsteil (2) im gleichen Drehsinne, die überholten Sperrklinken (4, 5) in Freilaufposition - in zu den Stützausnehmungen (18) abgehobener Position - halten.

5. Freilaufkupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerringe (32, 33) mit einer zylindrischen Reibfläche (38) und, der Reibfläche (38) abgewandt, für die einem Satz zugehörigen Sperrklinken (4, 5) mit radialen Führungsansätzen (39), die an entsprechenden Führungsmitteln (13) der Sperrklinken (4, 5) angrei­ fen, versehen sind.

6. Freilaufkupplung nach den Ansprüchen 1 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Reibringe (34, 35) Radialwellendichtringe sind, die über eine Feder (37) vorgespannt auf der Reibfläche (38) des zugehörigen Steuerringes (32, 33) anliegen.

7. Freilaufkupplung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Sperrklinken (4, 5) mittig bezüglich ihrer axialen Erstreckung mit einem zu ihrer Schwenkachse (11) radial versetzten Schwenkzapfen (13) als Führ­ ungsmittel versehen sind, und daß die Führungsansätze (39) der Steuerringe (32, 33) diese in Radialschlitzen (40) führen.

8. Freilaufkupplung mach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine der halben Anzahl von Sperrklinken (4, 5) entsprechende Anzahl von Sperrelementen (55) vorge­ sehen ist, welche jeweils zwischen zwei für eine Dreh­ momentübertragung in entgegengesetzter Drehrichtung vorgesehenen Sperrklinken (4, 5) angeordnet sind und mit ihren Endflächen (61, 62) auf eine der Sperr­ klinken (4, 5) je nach Drehrichtung einwirken (Fig. 16).

9. Freilaufkupplung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Sperrelemente (55) als Kreisringsegmente aus­ gebildet sind und in einer Nut (53) des zugehörigen Kupplungsteiles (3) angeordnet und von einem elas­ tischen Ring (56) in Reibschluß zu diesen gehalten sind.

10. Freilaufkupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sperrklinken (4, 5) beidendig mit Führungs­ zapfen (12) versehen sind, die an entsprechenden Führ­ ungslagern (30) des sie lagernden Kupplungsteiles (2) mit Spiel gehalten sind.

11. Freilaufkupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sperrklinken (4, 5) L-förmig ausgebildet sind und die Kanten, in der die Außenflächen (8, 9) der Schenkel (6, 7) zusammenlaufen, die Schwenkachse (11) bilden, die jeweils in der Spitze (17) der zugehörigen Ausnehmung (15, 16) ruhen.

12. Freilaufkupplung nach einem oder mehreren der An­ sprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Außenteil (2) das Kupplungsteil ist, in dem die Sperrklinken (4, 5) in Ausnehmungen (15, 16) ge­ lagert sind.

13. Freilaufkupplung nach einem oder mehreren der An­ sprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Innenteil (3) das Kupplungsteil ist, in dem die Sperrklinken (4, 5) in Ausnehmungen (15, 16) ge­ lagert sind.

14. Freilaufkupplung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Außenteil (2) radial geteilt ausgebildet ist, und die beiden Teile (2a, 2b) in der Trennfläche (27) mit Führungsausnehmungen (43) versehen sind.

15. Freilaufkupplung nach den Ansprüchen 3 und 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Aufnahmering (47) unter Zwischenschaltung von Lagerbüchsen (46) auf der Außenfläche (42) des Außen­ teils (2) gelagert ist.

16. Freilaufkupplung nach den Ansprüchen 10 und 12, dadurch gekennzeichnet, daß als Führungslager Halteringe (30) vorgesehen sind, die in die Führungzapfen (12) überlappende Bohrungen (31) das Außenteils (2) eingesetzt sind und die Füh­ rungszapfen (12) übergreifen.

17. Freilaufkupplung nach den Ansprüchen 4, 9 und 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Innenteil (3) mittig bezüglich seiner Axialer­ streckung mit einer umlaufenden Nut (53) versehen ist, an deren seitlichen Wandungen (54) die Sperrelemente (55) durch einen elastischen Ring (56) in Anlage ge­ halten sind, wobei die Sperrelemente (55) jeweils radial aus der Nut (53) heraus in den Zwischenraum zweier gegensinnig angeordneter Sperrklinken (4, 5) hineinragen.