DE4027209C1 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung, zum Verriegeln eines Freilaufes insbesondere einer zweiten Antriebsachse eines mehrachsgetriebenen Kraftfahrzeuges mit einer An­ triebseinheit, bei dem eine erste Antriebsachse ständig angetrieben und die zweite Antriebsachse über zumindest einen Freilauf und über eine Schlupfkupplung mit der An­ triebseinheit zur Drehmomentübertragung in der Hauptan­ triebsdrehrichtung verbindbar ist, wobei ein erstes Frei­ laufteil über ein erstes Antriebselement mit der Antriebs­ einheit und ein zweites Freilaufteil über ein zweites Antriebselement mit der Hinterachse verbunden ist und im entriegelten Betriebszustand ein Überholen der Räder der Vorderachse durch die der Hinterachse vorgesehen ist.

Allradgetriebene Kraftfahrzeuge weisen häufig eine direkt angetriebene Achse, normalerweise die Vorderachse und eine indirekt angetriebene Achse auf, wobei bei einer Drehzahl­ differenz zwischen beiden Achsen, die nicht direkt ange­ triebene Achse über eine Schlupfkupplung mit Drehmoment beaufschlagt wird. Hierfür geeignete Schlupfkupplungen sind z. B. Viskokupplungen, die in dieser Anordnung auch als Viscous-Transmission bezeichnet werden oder andere geeignete Kupplungen, die beispielsweise auf einer Pump­ wirkung basieren. Desweiteren sind Allradantriebe bekannt, bei denen in der nicht direkt angetriebenen Achse in einem Achsdifferential zwei Schlupfkupplungen im antreibbaren Gehäuse angeordnet sind, die in dieser Anordnung als Tor­ que-Splitter bezeichnet werden und wobei die jeweils zwei­ ten Kupplungshälften mit einer der Achswellen verbunden sind.

Auch bei dieser Anordnung wird bei einer Drehzahldifferenz der beiden Achsen ein Drehmoment auf die nicht direkt angetriebene Achse übertragen, wobei die Schlupfkupplungen gleichzeitig das Differential ersetzen.

Bei den hier genannten Antriebssystemen würde bei einer direkten Verbindung der Achsen über die Kupplungen auch ein Drehmoment von der nicht direkt angetriebenen Achse auf die direkt angetriebene Achse übertragen, wenn bei­ spielsweise beim Bremsen eine Drehzahldifferenz zwischen einer blockierenden Vorderachse und der Hinterachse auf­ tritt. Auch bei Verwendung eines Blockierverhinderer tre­ ten Drehzahldifferenzen zwischen Vorder- und Hinterachse auf, da aus Gründen der Fahrstabilität der Umfangsschlupf der Hinterräder geringer gehalten wird, als bei den Vor­ derrädern. Es ist daher aus der DE-OS 37 08 193 bekannt, eine Freilaufvorrichtung mit Freilaufsperre in die Längs­ antriebsachse zu integrieren, welche im ungesperrten Zu­ stand eine höhere Drehzahl der Räder der Hinterachse ge­ genüber den Rädern der Vorderachse, d. h. ein Überholen der Hinterachse ermöglicht. Während des normalen Fahrbetriebes ist die Freilaufvorrichtung gesperrt, wobei die Sperre z. B. durch Betätigung der Betriebsbremse aufgehoben werden kann, so daß während des Abbremsvorganges ein Überholen der Hinterräder ermöglicht wird. Nachteilig wirkt sich die Notwendigkeit einer externen Ansteuerung der Freilaufvor­ richtung aus, weil eine Steuerung nur über die Betätigung des Bremspedals möglich ist.

Aus der US-PS 48 89 353 ist eine Antriebsvorrichtung be­ kannt, die zur Übertragung eines Drehmomentes zwischen einer rotierenden Eingangs- und Ausgangswelle eine Kupp­ lung vorsieht, die in einem niedrigen Geschwindigkeitsbe­ reich eine Drehmomentübertragung von der Eingangswelle zur Ausgangswelle und umgekehrt vorsieht und in einem höheren Geschwindigkeitsbereich eine Drehmomentübertragung nur von der Eingangswelle auf die Ausgangswelle zuläßt. Der Auf­ wand dieser Ausführungsform einer verriegelbaren Antriebs­ vorrichtung ist jedoch sehr hoch.

Aus der DE-AS 11 37 636 ist eine halbautomatische Kupplung für Kraftfahrzeuge bekannt, die aus einer Trennkupplung und einer Fliehkraftkupplung mit einem am Nabenfortsatz der Schwungscheibe angeordneten Freilauf besteht. Zur Ver­ besserung der Lagerung der beiden Kupplungen ineinander sowie der Anordnung des Sperrfreilaufes ist vorgeschlagen, daß die Trennkupplung mittels eines zugleich den Sperr­ freilauf bildenden Wälzlagers auf dem Außenmantel des Na­ benfortsatzes, der auf der Kurbelwelle zentrierten und mit ihr verbundenen Schwungscheibe der Fliehkraftkupplung, ge­ lagert ist, wobei die Fliehgewichte gegenüber dem Kupp­ lungsgehäuse abgestützt sind. Eine Verriegelung der Flieh­ gewichte ist jedoch nicht vorgesehen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen in einer Drehrichtung wirksamen Freilauf zu schaffen, der in Abhän­ gigkeit von der ihn antreibenden Drehzahl eine selbst­ tätige Verriegelung ermöglicht, um beim Rückwärtsfahren den Antrieb beider Achsen zu ermöglichen.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß das erste Antriebselement eine Anzahl umfangsverteilter Durch­ brüche aufweist, in denen Sperrelemente radial verlagerbar gehalten sind, die zur drehfesten Verbindung vom ersten und zweiten Antriebselement teilweise in zu den Durchbrü­ chen korrespondierende Ausnehmungen des zweiten Antriebs­ element überführbar sind und daß ein axialverschiebliches federbeaufschlagtes Schaltelement in koaxialer Anordnung zu den Antriebselementen mit einer Sperrfläche zur Verla­ gerung der Sperrelemente vorgesehen ist, wobei das Schalt­ element durch radial verlagerbare Fliehmassen bei Über­ schreiten einer bestimmten Nenndrehzahl axial verschiebbar ist und die drehfeste Verbindung der Antriebselemente aufhebt.

Durch die Sperrelemente wird eine drehfeste Verbindung, d. h. eine starre Kopplung zwischen dem ersten und zweiten Antriebselement des Freilaufes hergestellt, die eine Dreh­ momentübertragung in beiden Übertragungsrichtungen ermög­ licht. Die Sperrelemente sind hierbei in Durchbrüchen des ersten Antriebselementes geführt und greifen in die Aus­ nehmungen des zweiten Antriebselementes ein, wenn sie durch das axial verschiebliche und federbeaufschlagte Schaltelement, welches in koaxialer Anordnung zu den An­ triebselementen angeordnet ist, mittels einer Sperrfläche radial verlagert werden. Das Schaltelement ist durch ra­ dial verlagerbare Fliehmassen bei Überschreiten einer bestimmten Nenndrehzahl axial verschiebbar ausgeführt, so daß in diesem Fall eine Verriegelung der Sperrelemente in den Durchbrüchen und Ausnehmungen des ersten und zweiten Antriebselementes aufgehoben wird. Im entriegelten Be­ triebszustand der Freilaufvorrichtung erfolgt eine Dreh­ momentübertragung in der Hauptantriebsdrehrichtung durch den Freilauf.

Im gesperrten Betriebszustand der Freilaufvorrichtung erfolgt eine Drehmomentübertragung in Rückwärts-Fahrtrich­ tung und im Schubbetrieb vorwärts durch die Sperrelemente in den Durchbrüchen und Ausnehmungen des ersten und zwei­ ten Antriebselementes, so daß die Funktion des Klemmrol­ lenfreilaufes aufgehoben ist. Eine solche Freilaufvorrich­ tung kann beispielsweise in der Längsantriebsachse eines Kraftfahrzeuges eingebaut werden, so daß die Drehmoment­ übertragung bei niedriger Fahrzeuggeschwindigkeit in Rück­ wärts-Fahrtrichtung und im Schubbetrieb vorwärts durch die Sperrelemente erfolgt und bei höherer Fahrgeschwindigkeit durch den Freilauf in Vorwärts-Fahrtrichtung übernommen wird, wobei ein Überholen der Hinterachse im Falle eines Abbremsmanövers oder im Schubbetrieb ermöglicht wird.

In Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß das Schaltelement ein axial verstellbarer Wellenzapfen ist, welcher koaxial in dem ersten Antriebselement geführt ist und eine Sperrfläche an einem Ende aufweist, die in einer Verriegelungsposition die Sperrelemente radial außen hält, wobei diese durch die Durchbrüche des ersten Antriebsele­ mentes hindurch zwischen der Sperrfläche und korrespondie­ renden Ausnehmungen des zweiten Antriebselementes gehalten sind und in einer Freigabeposition die Sperrelelemente in einen achsnahen Hohlraum treten läßt, wodurch die dreh­ feste Verbindung zwischen dem ersten und zweiten Antriebs­ element aufgehoben ist.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß das erste Antriebselement und/oder das zweite Antriebs­ element eine Welle, ein Flansch oder eine Hohlwelle ist.

Vorteilhaft ist bei einer Ausführung der Erfindung gemäß einem Unteranspruch, daß eine kompakte Baueinheit erzielt wird, wenn die Antriebselemente koaxial ineinander gela­ gert sind und gleichzeitig die Freilaufvorrichtung auf­ nimmt, so daß der Freilauf auch bei einem geringen Einbau­ raum verwendet werden kann.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist vorgesehen, daß das erste Antriebselement mit einem Freilaufaußenring verbunden ist und das zweite Antriebselement mit einer Gelenkgabel oder einem Anschlußflansch versehen ist. Hier­ durch wird ebenfalls eine kompakte Bauform erzielt, die bereits mit weiteren Antriebselemente ausgestattet ist.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß das Schaltelement eine axial verstellbare Hülse mit einer innenliegenden Sperrfläche ist, welche koaxial in dem ersten Antriebselement geführt ist und in einer Ver­ riegelungsposition die Sperrelemente radial innen hält, wobei diese zwischen der Sperrfläche und den Ausnehmungen des zweiten Antriebselement gehalten sind und in einer Freigabeposition die Sperrelemente aus den Ausnehmungen austreten läßt, wodurch die drehfeste Verbindung zwischen dem ersten und zweiten Antriebselement aufgehoben ist.

Bei dieser Ausführung ist es von Vorteil, daß die Sperr­ elemente bei Aufhebung der drehfesten Verbindung nicht in die Ausnehmungen des zweiten Antriebselementes eintauchen können, so daß bei einer Differenzdrehzahl keine Geräusche auftreten können.

In Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß ein zweites Ende des Schaltelementes mit einer tellerförmigen Scheibe verbunden ist, die einen sich nach außen verjün­ genden Hohlraum mit der Stirnwand der Flanschwelle, in dem Fliehmassen angeordnet sind, die mit Erreichen der vorge­ gebenen Nenndrehzahl das Schaltelement gegen die Kraft einer Feder axial verschieben, wodurch die drehfeste Ver­ bindung aufgehoben ist.

Das Schaltelement wird durch die Kraft einer Feder in der Verriegelungsposition gehalten und erst durch den Einfluß der Fliehkraft in Axialrichtung verschoben, so daß eine Freigabeposition erreicht wird, wenn die Drehzahl der Antriebselemente oberhalb der Nenndrehzahl liegt. Bei langsamer Vorwärts- und Rückwärtsfahrt ist die Rückstell­ kraft der Feder größer, als die durch die Fliehmassen erzeugte axiale Kraftkomponente, so daß das Schaltelement in der Verriegelungsposition gehalten wird.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß gegenüber den Durchbrüchen des ersten Antriebsele­ mentes umfangsversetzt Ausnehmungen angeordnet sind, in denen die Fliehmassen radial geführt sind und daß das Schaltelement in dem die Fliehmassen umgebenden Bereich radial nach außen kurvenförmig axial verlängert ausgebil­ det ist und daß das Schaltelement gegen die Kraft einer Feder axial verschiebbar ist, wodurch die drehfeste Ver­ bindung bei Erreichen einer vorgegebenen Nenndrehzahl aufhebbar ist.

Die Sperrelemente werden ebenfalls wieder durch ein Schaltelement, in diesem Fall eine axial verschiebliche Hülse, in der Sperrposition gehalten. Eine Freigabe der Sperrelemente erfolgt immer dann, wenn die Nenndrehzahl der Antriebselemente überschritten wird und durch die Einwirkung der Fliehmassen die Schalthülse axial verscho­ ben wird. Die Fliehmassen werden in Durchbrüchen des ersten Antriebselementes geführt und werden durch die Sperrfläche des Schaltelementes in die Ausnehmungen des zweiten Antriebselementes gedrückt, so daß eine Drehmo­ mentübertragung über die Sperrelemente erfolgen kann. In einer weiteren Ausführungsform sind die Sperrelemente gleichzeitig als Fliehmassen ausgebildet. Gleichzeitig können die Sperrelemente und/oder die Fliehmassen als Kugeln ausgebildet sein.

Anhand von mehreren in den Zeichnungen dargestellten Aus­ führungsbeispielen wird die Erfindung nachstehend im ein­ zelnen beschrieben.

Es zeigt

Fig. 1 eine erste Ausführungsform eines Freilaufes mit einer Antriebs- und Abtriebswelle und einer Vor­ richtung zur Verriegelung der Freilauffunktion in einer geschnittenen Seitenansicht,

Fig. 2 eine Ausführungsform gemäß Fig. 1 mit angeformten Kreuzgelenkgabeln an einer Welle,

Fig. 3 eine Ausführungsform gemäß Fig. 1 mit angeformtem Anschlußflansch an einer Welle,

Fig. 4a eine weitere Ausführungsform eines Freilaufes mit integrierter Viskokupplung und Antriebs- und Ab­ triebswelle sowie einer als Hülse ausgebildeten Vorrichtung zur Verriegelung der Freilauffunktion,

Fig. 4b eine Schnittdarstellung A-A gemäß Fig. 4a in abgewinkelter Form,

Fig. 5 eine weitere Ausführungsform eines Freilaufes mit einer als Hülse ausgebildeten Vorrichtung zum Verriegeln des Freilaufes und

Fig. 6 ein Diagramm, mit einer Darstellung der auf das Schaltelement ausgeübten Axialkraft als Funktion des radialen Weges der Fliehmassen.

Fig. 1 bis 3 zeigt einen Freilauf 1 mit einem ersten An­ triebselement 2, einem zweiten Antriebselement 3 und einer Vorrichtung 4 zur Verriegelung des Freilaufes 1. Das erste Antriebselement 2 ist bei dieser Ausführungsform als ange­ triebener Wellenflansch und das zweite Antriebselement 3 als antreibender Wellenflansch ausgebildet, wobei der erste Wellenflansch 2 in Fig. 1 bis 3 mehrteilig ausgeführt ist. In Fig. 1 besteht der erste Wellenflansch 2 aus einem Deckel 5, einer Flanschwelle 6 und einem Außenring 7, welche miteinander, z. B. über eine Schraubverbindung verbunden sind, wobei die Flanschwelle 6 einen einseitig ausgebildeten Zapfen 8 aufweist, der koaxial innenlie­ gend im Außenring 7 ausgebildet ist und die Flanschwelle 6 mit Deckel 5 einen Hohlraum 9 zur Aufnahme eines Schalt­ elementes 10 aufweist. Die Flanschwelle 6 ist mit dem Zap­ fen 8 über Lagermittel, z. B. ein Kugellager 11 gegenüber dem zweiten Wellenflansch 3 drehbar abgestützt. Der zweite Wellenflansch 3 weist einen radial abgesetzten Anschluß­ bereich 12 auf, der über Klemmrollen 13 mit dem Außenring 7 drehfest in einer Antriebsdrehrichtung verbindbar ist, wobei die Hauptantriebsdrehrichtung in Vorwärts-Fahrt­ richtung des Kraftfahrzeuges ausgebildet ist und die in einer Drehrichtung wirksamen Klemmrollen 13 ggfs. eine höhere Drehzahl des zweiten Wellenflansches 3, d. h. ein Überholen der indirekt angetriebenen Achse gegenüber der direkt angetriebenen Achse ermöglichen. Die Klemmrollen 13 sind mittels einer Dichtung 14 gegen Verschmutzung von außen abgedichtet.

Zur Verriegelung des Freilaufes 1 ist der Zapfen 8 des er­ sten Wellenflansches 2 mit umfangsverteilten Durchbrüchen 15 ausgestattet, in denen Sperrelemente 16 in Form von Kugeln radial verlagerbar geführt sind, wobei die Sperr­ elemente 16 in der äußeren radialen Position in jeweils eine Ausnehmung 17 des zweiten Wellenflansches 3 eingrei­ fen und eine drehfeste Verbindung zwischen dem ersten 2 und zweiten Wellenflansch 3 herstellen. Im Falle einer drehfesten Verbindung zwischen beiden Wellenflanschen 2, 3 ist eine Drehmomentübertragung in beiden Richtungen, d. h. von der direkt angetriebenen Achse zur indirekt angetrie­ benen Achse und umgekehrt über die Sperrelemente 16 mög­ lich. Die Ausnehmung 17 des zweiten Wellenflansches 3 kann beispielsweise aus einer Längsnut, oder einer kugel- ka­ lottenförmigen Bohrung bestehen, wobei die Sperrelemente 16 durch eine Sperrfläche 18 eines Schaltelementes 10 in der äußeren radialen Position gehalten werden. Das Schalt­ element 10 ist axial beweglich und federbeaufschlagt durch eine Feder 19 im Hohlraum 9 geführt und befindet sich bei einer Drehzahl unterhalb einer vorgebbaren Nenndrehzahl in einer Verriegelungsposition, wie in der oberen Hälfte der Fig. 1 abgebildet. Mit zunehmender Drehzahl des Freilau­ fes 1 werden Fliehmassen 20 in einem radial angeordneten Hohlraum 21 nach außen gezogen, welcher durch eine Radial­ fläche 22 der Flanschwelle 6 und eine getellerte Scheibe 23 begrenzt wird. Durch den nach außen sich konisch ver­ jüngenden Hohlraum 21 wird die Fliehkraft der Fliehmassen 20 teilweise in eine axiale Kraftkomponente zerlegt, wel­ che eine Verschiebung des Schaltelementes 10 gegen die Kraft der Feder 19 in eine Freigabeposition der Sperrele­ mente 16 bewirkt. Die Freigabeposition des Freilaufes 1 ist in der unteren Hälfte der Fig. 1 abgebildet. Die Sperrelemente 16 können in diesem Fall in einem achsnahen Hohlraum 24 der Flanschwelle 6 eintreten, so daß die dreh­ feste Verbindung zwischen dem ersten 2 und zweiten Wellen­ flansch 3 aufgehoben ist. Der Schaltpunkt des Schaltele­ mentes 10 ist hierbei durch eine entsprechende Auswahl der Federkonstanten der Feder 19 festlegbar, wobei die Feder­ konstante an die auftretenden Fliehkräfte so angepaßt werden kann, daß ein definierter Ein- und Ausschaltpunkt der Vorrichtung 4 zur Verriegelung des Freilaufes 1 er­ zielt wird. Die Fliehkräfte sind hierbei von der radialen Position der Fliehmassen 20 bezüglich der Drehachse D linear abhängig und müssen bei der Auswahl entsprechend berücksichtigt werden.

Der Schaltpunkt kann beispielsweise bei einer Nenndrehzahl erfolgen, die einer Geschwindigkeit von 25 km/h ent­ spricht, so daß oberhalb dieser Geschwindigkeit eine Frei­ gabe der Sperrelemente 16 erfolgt und nur die Klemmrollen 13 in einer Drehrichtung wirksam sind. Mit Unterschreiten dieser Geschwindigkeit wird das Schaltelement 10 in die ursprüngliche Position verschoben, so daß die Sperrele­ mente 16 über eine Anlaufschräge 25 in die Ausnehmung 17 der zweiten Welle 3 gedrückt und über die Sperrfläche 18 in dieser Position zur Drehmomentübertragung gehalten werden. Dies entspricht einer gewünschten Verriegelung des Freilaufes 1 bei niedrigen Geschwindigkeiten mit einer starren Kopplung der direkt und indirekt angetriebenen Achse des Fahrzeugs in beiden Fahrtrichtungen.

Fig. 2 und 3 unterscheiden sich von Fig. 1 in der Aus­ führung des ersten 2 und zweiten Antriebselementes 3. Das erste Antriebselement 2 ist eine Hohlwelle, welche mit einem Freilaufaußenring 26 verbunden, beispielsweise ver­ klebt oder verschraubt ist. Der Freilaufaußenring 26 ist mit einem Wellenstück verschweißt, welches die Flansch­ welle 6 der Fig. 1 ersetzt und ebenfalls durch einen Deckel 5 verschlossen ist. Der Freilaufinnenring wird hierbei durch das zweite Antriebselement 3 gebildet. Das zweite Antriebselement 3 ist als Hohlwelle ausgebildet und weist an seinem nach außen weisenden Ende in Fig. 2 eine Gelenkgabel 27 eines Gelenkes und in Fig. 3 einen An­ schlußflansch 28 mit Befestigungsbohrung 29 auf. Das Schaltelement 10 ist mit einer koaxial angeordneten Hülse 30 versehen, die die Sperrfläche 18 und Anlaufschräge 25 aufweist und in einer Ausnehmung 31 des Schaltelementes 10 gelagert ist.

Fig. 4 zeigt eine zweite Ausführungsform des Freilaufes 1 mit Vorrichtung 4 zur Verriegelung. Das zweite Antriebs­ element 3 des Freilaufes 1 ist über eine Flanschscheibe 32 mit einer Antriebswelle 33 und Befestigungsschrauben 34 verschraubt. Das zweite Antriebselement 3 besitzt eben­ falls Ausnehmungen 17, in die die Sperrelemente 16 eintre­ ten können und ist über umfangsverteilte Klemmrollen 13 mit dem ersten Antriebselement 2 drehfest verbindbar. Beide Antriebselemente 2, 3 sind über ein Kugellager 11 drehbar gegeneinander abgestützt, welches über zwei Klemm­ ringe 36 ortsfest gehalten ist. Desweiteren weist das zweite Antriebselement 3 an einem Ende zur Aufnahme einer Viskokupplung 37 eine Verlängerung 38 auf, die gleichzei­ tig das Außenteil der Viskokupplung 37 darstellt. Über eine Verzahnung 39 ist die Verlängerung 38 mit den Außen­ lamellen 40 der Viskokupplung 37 drehfest verbunden. Ein Innenteil 41 der Viskokupplung 37 ist über eine Verzahnung 42 mit den Innenlamellen 43 der Viskokupplung 37 drehfest verbunden. Die Innen- 43 und Außenlamellen 40 der Visko­ kupplung 37 sind in einem Innenraum 44 wechselweise ver­ baut, der zumindest teilweise mit einer viskosen Flüssig­ keit gefüllt ist und durch Dichtungsringe 45 abgedichtet ist. Eine Befüllung des Innenraumes 44 erfolgt durch eine Bohrung 46, welche durch einen O-Ring 47 ebenfalls abge­ dichtet ist. Stirnseitig ist die Viskokupplung 37 durch einen Deckel 48 verschlossen. Das Innenteil 41 der Visko­ kupplung 37 ist über ein Wälzlager 49 drehbar gegenüber dem Deckel 48 abgestützt und weist in einer Innenbohrung eine Verzahnung 50 auf, welche zur Aufnahme einer korres­ pondierenden Verzahnung einer Abtriebswelle 51 vorgesehen ist. Die Abtriebswelle 51 ist über ein Kugellager 52 dreh­ bar gegenüber dem ersten Antriebselement 2 abgestützt und wird durch eine Schraubensicherung 53 im Innenteil 41 der Viskokupplung 37 gehalten.

Die Vorrichtung 4 zur Verriegelung des Freilaufes 1 be­ steht in diesem Fall aus einer axial verschieblichen Hülse 54, welche koaxial außenliegend gegenüber dem zweiten Antriebselement 3 angeordnet ist und eine innenliegende Sperrfläche 18 zur Verlagerung der Sperrelemente 16 be­ sitzt. Die Sperrelemente 16 sind radial verlagerbar in den umfangsversetzten Durchbrüchen 15 des ersten Antriebsele­ mentes 2 geführt und können durch Verschieben der Hülse 54 in die Ausnehmungen 17 des zweiten Antriebselementes 3, wie in der oben Hälfte der Fig. 4 gezeigt, eintreten. Die Hülse 54 wird in dieser Position durch eine Feder 35 bis zum Erreichen der vorgebbaren Nenndrehzahl des Freilaufes 1 gehalten. Eine axiale Verschiebung der Hülse 54 gegen die Kraft einer Feder 35 erfolgt ebenfalls durch Flieh­ massen 20, welche zu den Sperrelementen 16 umfangsversetzt in Ausnehmungen 55 gehalten sind. Die Ausnehmungen 55 sind in diesem Fall durch eine Radialfläche 56 und eine Axial­ fläche 57 des ersten Antriebselementes 2 und eine konus- oder bogenförmige Fläche 58 der Hülse 54 begrenzt. Die Ausnehmungen 55 sind somit radial nach außen kurven­ förmig axial verlängert, so daß unter dem Einfluß der Fliehkraft mit einer axialen Kraftkomponente auf die Hülse 54 eine Verlagerung mit einer Freigabe der Sperrelemente 16 erfolgt. In der Fig. 4a sind die Sperrelemente 16 und die Fliehmassen 20 versetzt gezeichnet. Die genaue um­ fangsversetzte Lage zueinander ist aus der Fig. 4b ent­ nehmbar, welche einen Schnitt gemäß der Verbindungslinie A-A darstellt.

Desweiteren ist es denkbar, daß die Sperrelemente 16 selbst als Fliehmassen 20 ausgebildet sind, um eine Ver­ schiebung der Hülse 54 mit einem gleichzeitigen Austritt aus der Ausnehmung 17 des zweiten Antriebselementes 3 zu realisieren, wie in Fig. 5 dargestellt. In Fig. 5 ist das erste Antriebselement 2 als Hohlwelle ausgebildet und mit dem Freilaufaußenring 26 verbunden, beispielsweise verklebt oder verschraubt. Der Freilaufinnenring wird durch das zweite Antriebselement 3 gebildet, welches ko­ axial in dem ersten Antriebselement 2 eingeschoben und über ein Kugellager 11 drehbar abgestützt ist. Das zweite Antriebselement 3 weist umfangsversetzte Ausnehmungen 17 auf, in die die als Fliehmassen ausgebildeten Sperrele­ mente 16 eintreten können. Die Sperrelemente 16 werden in einer Ausnehmung 59 radial verlagerbar gehalten, wobei die Ausnehmung 59 durch eine Radialfläche 60 des Freilauf­ außenringes 26, durch eine Axialfläche 61 des Deckels 5 und eine konusförmige Sperrfläche 18 der Hülse 54 gebildet wird. Die Hülse 54 wird durch eine Feder 62 beaufschlagt und unter der Einwirkung einer Fliehkraft durch die Sperr­ elemente 16 axial verschoben, wobei die Hülse 54 auf einer zylindrischen Außenfläche 63 des zweiten Antriebselementes 3 geführt ist. Die Anordnung der Klemmrollen 13 entspricht der Darstellung in Fig. 3.

Fig. 6 zeigt ein Kraft-Weg-Diagramm, mit einer Darstel­ lung der auf das Schaltelement 10 einwirkenden Axialkraft als Funktion der radialen Wegstrecke der Fliehmassen 20 und die der linear verlaufenden Federkraft der Federn 19, 35 oder 62. Die Kurve 64 zeigt den Verlauf der Fliehkraft beispielsweise bei einer Geschwindigkeit von 30 km/h und Kurve 65 bei einer Geschwindigkeit von 24 km/h mit einer voneinander abweichenden Steigung. Kurve 66 zeigt den Verlauf der Federkraft, so daß der schraffierte Bereich 67 unterhalb der Kurve 66, die zum Schließen der Verriegelung 4 verfügbare Federarbeit und der Bereich 68 oberhalb der Kurve 66, die zum Öffnen verfügbare Arbeit darstellt. Die Schnittpunkte der Kurven 64, 65 mit der Federkennlinie 66 repräsentieren die Schaltpunkte der Vorrichtung 4, wobei durch die Auswahl der Federkennlinie ein definierter Ein- und Ausschaltpunkt der Vorrichtung 4 festgelegt wer­ den kann.

Claims (10)

1. Vorrichtung, zum Verriegeln eines Freilaufes (1) ins­ besondere einer zweiten Antriebsachse eines mehrachs­ getriebenen Kraftfahrzeuges mit einer Antriebseinheit, bei dem eine erste Antriebsachse ständig angetrieben und die zweite Antriebsachse über zumindest einen Freilauf (1) und über eine Schlupfkupplung mit der Antriebseinheit zur Drehmomentübertragung in der Hauptantriebsdrehrichtung verbindbar ist, wobei ein erstes Freilaufteil über ein erstes Antriebselement (2) mit der Antriebseinheit und ein zweites Freilauf­ teil über ein zweites Antriebselement (3) mit der Hinterachse verbunden ist und im entriegelten Be­ triebszustand ein Überholen der Räder der Vorderachse durch die der Hinterachse vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Antriebselement (2) eine Anzahl umfangs­ verteilter Durchbrüche (15) aufweist, in denen Sperr­ elemente (16) radial verlagerbar gehalten sind, die zur drehfesten Verbindung vom ersten (2) und zweiten Antriebselement (3) teilweise in zu den Durchbrüchen (15) korrespondierende Ausnehmungen (17) des zweiten Antriebselement (3) überführbar sind und daß ein axialverschiebliches federbeaufschlagtes Schaltelement (10) in koaxialer Anordnung zu den Antriebselementen (2, 3) mit einer Sperrfläche (18) zur Verlagerung der Sperrelemente (16) vorgesehen ist, wobei das Schalt­ element (10) durch radial verlagerbare Fliehmassen (20) bei Überschreiten einer bestimmten Nenndrehzahl axial verschiebbar ist und die drehfeste Verbindung der Antriebselemente (2, 3) aufhebt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Schaltelement (10) ein axial verstellbarer Wellenzapfen ist, welcher koaxial in dem ersten An­ triebselement (2) geführt ist und eine Sperrfläche (18) an einem Ende aufweist, die in einer Verrie­ gelungsposition die Sperrelemente (16) radial außen hält, wobei diese durch die Durchbrüche (15) des er­ sten Antriebselementes (2) hindurch zwischen der Sperrfläche (18) und korrespondierenden Ausnehmungen (17) des zweiten Antriebselementes (3) gehalten sind und in einer Freigabeposition die Sperrelemente (16) in einen achsnahen Hohlraum (24) treten läßt, wodurch die drehfeste Verbindung zwischen dem ersten (2) und zweiten Antriebselement (3) aufgehoben ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Antriebselement und/oder das zweite An­ triebselement eine Welle, ein Flansch oder eine Hohl­ welle ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebselemente koaxial ineinander gelagert sind.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Antriebselement (2) mit einem Freilauf­ außenring (26) verbunden ist und das zweite Antriebs­ element (3) mit einer Gelenkgabel (27) oder einem Anschlußflansch (28) versehen ist.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Schaltelement (10) eine axial verstellbare Hülse (30, 54) mit einer innenliegenden Sperrfläche (18) ist, welche koaxial in dem ersten Antriebselement (2) geführt ist und in einer Verriegelungsposition die Sperrelemente (16) radial innen oder außen hält, wobei diese zwischen der Sperrfläche (18) und den Ausneh­ mungen (17) des zweiten Antriebselementes gehalten sind und in einer Freigabeposition die Sperrelemente (16) aus den Ausnehmungen (17) austreten läßt, wodurch die drehfeste Verbindung zwischen dem ersten (2) und zweiten Antriebselement (3) aufgehoben ist.

7. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein zweites Ende des Schaltelementes (10) mit einer tellerförmigen Scheibe (23) verbunden ist, die einen sich nach außen verjüngenden Hohlraum (21) mit der Radialwelle (22) der Flanschwelle (6) bildet, in dem Fliehmassen (20) angeordnet sind, die mit Errei­ chen der vorgegebenen Nenndrehzahl das Schaltelement (10) gegen die Kraft einer Feder (19) axial verschie­ ben, wodurch die drehfeste Verbindung aufgehoben ist.

8. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß gegenüber den Durchbrüchen (15) des ersten An­ triebselementes (2) umfangsversetzt Ausnehmungen (17) angeordnet sind, in denen die Fliehmassen (20) radial geführt sind und daß das Schaltelement (54) in dem die Fliehmassen (20) umgebenden Bereich radial nach außen kurvenförmig axial verlängert ausgebildet ist und daß das Schaltelement (54) gegen die Kraft einer Feder (35) axial verschiebbar ist, wodurch die drehfeste Verbindung bei Erreichen einer vorgegebenen Nenndreh­ zahl aufhebbar ist.

9. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Sperrelemente (16) gleichzeitig als Fliehmas­ sen ausgebildet sind.

10. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Sperrelemente (16) und/oder die Fliehmassen (20) Kugeln sind.