DE583355C - Freilaufkupplung mit Klemmrollengesperre fuer Wechselgetriebe mit dauernd in Eingriff stehenden Zahnraedern, insbesondere von Kraftfahrzeugen - Google Patents

Description

DEUTSCHES REICH

Bur. lad.

12 SEP. 1933

AUSGEGEBEN AM
!.SEPTEMBER 1933

REICHSPATENTAMT

PATENTSCHRIFT

M 583355 KLASSE 63 c GRUPPE 8«

Egon Neurath in Wien

Patentiert im Deutschen Reiche vom 25. September 1930 ab

ist in Anspruch genommen.

Die Erfindung bezieht sich, auf eine Freilaufkupplung mit Klemmrollengesperre für Wechselgetriebe mit dauernd in Eingriff stehenden Zahnrädern, insbesondere von Kraftfahrzeug gen, bei der das Schalten der einzelnen Getriebegänge auf leichte und geräuschlose Weise erfolgt. Das Wesen der Erfindung liegt darin, daß die Klemmrollenkupplung derart ausgebildet ist, daß sie das Schalten

ίο eines bestimmten Getriebeganges unmöglich macht, wenn die Drehzahl des treibenden Kupplungsgliedes höher ist als die des getriebenen, wodurch ein stoßfreies Schalten gewährleistet wird. Dabei ist es nicht nötig, beim Schalten der einzelnen Getriebegänge die Motorkupplung zu bedienen. Es ist ferner unmöglich, daß beim Schalten die zur Kraftübertragung dienenden Teile einer Überbeanspruchung ausgesetzt werden, was einer

so Schonung derselben gleichkommt.

Die Zeichnungen stellen mehrere Ausführungsformen der gemäß der Erfindung ausgebildeten Freilaufkupplung dar, und zwar ist Fig. ι ein Teil eines Längsschnittes durch Haupt- und Vorgelegewelle eines Getriebes, dessen direkter und nächstniederer Gang mit der Freilaufkupplung gemäß der Erfindung versehen sind.

Fig. 2 und 3 stellen Schnitte nach den in Fig. ι angegebenen Ebenen AB bzw. CD dar und zeigen die Kupplung in Draufsicht.

Fig. 4 zeigt die Verwendung einer weiteren Ausführungsform der Kupplung für zwei Gänge eines Getriebes an Hand eines Längsschnittes durch die Vorgelegewelle.

Fig. S stellt einen Schnitt durch die Kupplung nach der in Fig. 4 angegebenen Ebene C D' dar.

Fig. 6 dient zur Erläuterung der Wirkungsweise der in Fig. 4 dargestellten Kupplung. 40'

Fig. 7 und 8 zeigen in Ansicht und Schnitt einen besonderen Teil der Kupplung.

Die treibende Welle 1 (Fig. 1) überträgt mittels ihres Zahnrades ihre Drehung auf das Zahnrad 3 der Vorgelegewelle 2. Auf dieser 45'. ist das Zahnrad 4 des dargestellten übersetzten Getriebeganges, das mit seinem Gegenrad 5 der Hauptwelle 6 in ständigem Eingriff steht, frei drehbar, aber unverschiebbar gelagert. An dem Zahnrad 4 der Vorgelegewelle ist ein Kupplungsglied 7 befestigt, das, wie Fig. 3 zeigt, an seiner Innenwand mit Auflaufflächen versehen ist, auf welchen Klemmrollen 9, die durch den Rollenträger 8 in gleichem Abstand gehalten werden, auflauf en können. Die Rollen 9 haben an ihren

Enden abgeschrägte, einen Konus bildende Kanten 14. Der Rollenkäfig 8 ist in dem Kupplungsglied 7 drehbar gelagert und wird, wie Fig. 3 zeigt, beispielsweise durch eine Feder 16, die mit einem Ende an dem Stift 17 des Kupplungsgliedes 7, mit ihrem anderen an dem Stift 10 des Käfigs 8 befestigt ist, in der Richtung des Pfeiles p² gegen die Auflaufflächen gezogen, so daß die Rollen bei ίο ausgeschalteter Kupplung an jene Stellen der Auflaufflächen treten, die den geringsten radialen Abstand von der Längsmittelachse aufweisen.
Auf der Vorgelegewelle ist ferner ein zylindrisch.es Kupplungsglied. 11 axial verschiebbar und undrehbar angebracht, das an der dem anderen Kupplungsglied zuliegenden Seite gleichfalls abgeschrägte, einen Konus bildende Kanten 15 hat.

Um die Wirkungsweise der Kupplung zu erklären, sei angenommen, daß der Wagen durch den nicht dargestellten ersten Gang bereits in Bewegung gesetzt wurde und nun der zweite Gang eingeschaltet werden soll.

Das Kupplungsglied 7 dreht sich dann in der Richtung p² (Fig.3). Das zylindrische Kupplungsglied 11 wird gleichfalls in dieser Richtung angetrieben. Seine Drehzahl ist während der Fahrt mit dem ersten Gang höher als die Drehzahl des mit Auflaufflächen versehenen Kupplungsgliedes 7. Diese Drehzahldifferenz bleibt auch noch nach dem Ausschalten des ersten Ganges eine gewisse Zeitlang bestehen. Wird, nun, solange die Drehzahl des zylindrischen Kupplungsgliedes 11 höher ist als die des Kupplungsgliedes 7, ersteres mittels einer in seine Rille eingreifenden Schaltgabel in axialer Richtung gegen das Kupplungsglied 7 geschoben, dann berührt die abgeschrägte Kante 15 des in der Richtung/>² (Fig. 3) gegenüber dem Kupplungsglied 7 umlaufenden zylindrischen Kupplungsgliedes 11 die abgeschrägten Kanten 14 der Rollen 9 und versucht diese durch die an den Kanten auftretende Reibung in radialer Richtung gegen die Längsmittelachse zu noch weiter abzuwälzen. Da dies unmöglich ist, kann ein Einschieben des zylindrischen Kupplungsgliedes 11 in das Kupplungsglied 7 nicht er- folgen. Wird nun durch Gasdrosselung die Drehzahl des Motors und somit des zylindrischen Kupplungsgliedes 11 vermindert, so daß sie niedriger wird als die des Kupplungsgliedes 7 (was einer Drehung von 11 gegen 7 entgegengesetzt dem Pfeile p- entspricht), dann werden die Rollen 9 durch die durch den axialen Schub mittels der Schaltgabel an den Kanten 14, 15 auftretende Reibung an den Auflaufflächen in radialer Richtung nach

ffo außen abgewälzt (Fig. 3, Stellung II). Da sich hierbei der Abstand der Rollen von der Längsmittelachse vergrößert, kann das zylindrische Kupplungsglied 11, sobald die Rollen eine gewisse Stellung (Stellung II) an den Auflaufflächen erreicht haben, in das andere Kupplungsglied 7 eingeschoben werden. Wird nun durch Gaszufuhr die Drehzahl der Welle 2 wieder erhöht, so erfolgt auf bekannte Weise durch Verklemmen der Rollen 9 das Kuppeln der beiden Kupplungsglieder 7 und 11 in der Richtung/;².

Um die Freilaufwirkung des Klemmrollengesperres aufheben und eine starre Verbindung herbeiführen zu können, sind an dem inneren Kupplungsglied ein Klauenkranz 13 und an dem äußeren Kupplungsglied ein ihm entsprechender Klauenkranz 12 angebracht. Diese Klauenkränze werden durch weiteres Verschieben der Kupplungsglieder 7 und 11 über die Klemmkupplungsstellung hinaus in Eingriff gebracht. Es ist nicht notwendig, die Klauen vollständig spielfrei herzustellen, da sie bloß in einer Richtung, und zwar für die Kraftübertragung vom Fahrzeug auf den Motor, also zum Bremsen, verwendet werden.

Der direkte Gang kann, wie Fig. 1 und 2 zeigen, gleichfalls mittels einer nach der Erfindung ausgebildeten Klemmrollenkupplung geschaltet werden. Das Schalten erfolgt unter den gleichen Umständen wie beim zweiten Gang. Die nachgiebige Verbindung des Rollenkäfigs 8 und des Kupplungsgliedes 7 ist ebenso wie bei dem zweiten Gang ausgebildet. Sie besteht aus der Feder 16, die mit einem Ende an dem Stift 10 des Käfigs 8 und mit ihrem anderen Ende an dem Stift 17 des Kupplungsgliedes 7 befestigt ist. Beim Schalten des direkten Ganges dreht sich das zylindrische Kupplungsglied 11 in der Richtung ρ (Fig. 2). Bei einer relativen Drehung des Zylinders 11 gegenüber dem Kupplungsglied 7 in der Richtung p², was einer höheren Drehzahl des Motors gegenüber der Welle 6 entspricht, kann der direkte Gang nicht geschaltet werden, wohingegen bei einer relativen Drehung in der Richtung/»¹ ein Abwälzen der Rollen an den Auflaufflächen und ein Ineinanderschieben der Kupplungsglieder für den direkten Gang ohne weiteres erfolgen kann. " Die Übertragung der Bewegung vom Fahrzeug auf den Motor erfolgt beim direkten Gang durch die Klauen 12 und 13 auf der Welle 6.

Um beim Schalten des direkten und zweiten Ganges -mittels der Klemmrollenkupplung nicht Gefahr zu laufen, daß die Klauen 12 und 13 in Eingriff kommen, kann in bekannter Weise an dem Schalthebel ein z. B. durch Druck auf einen an dem Schalthebelgriff angebrachten Knopf o. dgl. lösbarer Anschlag angebracht sein, der den Ausschlag des Schalthebels begrenzt und vorerst gelöst wer-

den muß, bevor die Klauen zum Eingriff gebracht werden können.

Dadurch, daß die Rollen 9 durch die Wirkung der Feder, die den Rollenkäfig 8 gegen das Glied 7 in der Richtung p² zieht, an diesem sowie an dem-Glied 11 anliegen, würden sie sich beim Freilauf des Fahrzeuges entweder rasch abschleifen oder sich mit höchster Drehzahl im Rollenkäfig drehen, was außer Gerauschen eine rasche Abnutzung des Käfigs zur Folge haben würde. Um dies zu verhindern, ist der Rollenkäfig 8 auf das zylindrische Kupplungsglied mit Lauf sitz aufgepaßt, so daß beim Freilauf des Fahrzeuges

im direkten Gang der Käfig S unter Überwindung der ihn gegen das Kupplungsglied 7 in der Richtung/;² ziehenden Feder durch die bei hoher Geschwindigkeit sich stark auswirkende Zähigkeit des Öles gegenüber dem

so Kupplungsglied 7 in der Richtung p ein Stück mitgenommen wird, wobei die Rollen 9 durch ihre Fliehkraft nach außen an die von der Längsmittelachse am weitesten entfernten Stellen der Auflaufflächen gelangen (Stellung II, Fig. 2) und so nicht mehr an dem zylindrischen Kupplungsglied 11 anliegen, welches nun, ohne die Rollen zu berühren, frei umlaufen kann.

Wenn die Drehzahldifferenz der Teile 11 und 7 wieder geringer wird, wird der Käfig 8 nicht mehr mitgenommen. Die Feder, die den Käfig 8 gegen das Kupplungsglied 7 zieht, verursacht wieder eine entgegengesetzte Drehung des Käfigs 8, und die Kupplung greift bei Erhöhung der Drehzahl des Teiles 7 durch Gaszufuhr sofort und spielfrei..

Die Fig. 4 zeigt eine der im vorgehenden beschriebenen ähnliche Ausführungsform der Schaltkupplung, bei welcher das innere Kupplungsglied 7 mit Auflaufflächen versehen und das äußere Kupplungsglied 11 als Hohlzylinder ausgebildet ist und der an dem inneren Kupplungsglied 7 vorgesehene Rollenkäfig 8 in entsprechender Weise durch eine Feder 16 gegen das Kupplungsglied 7 derart gezogen wird, daß die Rollen 9 bei ausgerückter Kupplung auf die Auflaufflächen auflaufen. An Hand dieser Figur ist weiter zu ersehen, daß z. B. für das Schalten des ersten und zweiten Getriebeganges eines Dreiganggetriebes das die Drehung übertragende, mit Auflaufflächen versehene Kupplungsglied 7 nur einmal vorzusehen ist. Die zur Herstellung des ersten und zweiten Getriebeganges dienenden Zahnräder 4,4' der Vorgelegewelle 2, welche mit den an ihren Öffnungen konisch ausgedrehten Hohlzylindern 11, 11' in fester Verbindung stehen, sind mit diesen auf der Vorgelegewelle drehbar und stehen in ständigem Eingriff mit nicht dargestellten Zahnrädern der Getriebehauptwelle. Auf der Vorgelegewelle ist das mit Auflaufflächen versehene Kupplungsglied 7 (Fig. 5) axial verschiebbar, jedoch gegenüber der Welle nicht drehbar. Eine Verschiebung des Kupplungsgliedes 7 in axialer Richtung erfolgt in bekannter Weise, beispielsweise durch eine Leiste 19, die in einer ihr entsprechenden Ausnehmung der Vorgelegewelle 2 geführt und verschiebbar ist. Ein abgebogenes Ende 18 dieser Leiste greift in eine Rille 26 des Gliedes 7 ein. Das andere Ende 18' kann zum Zwecke des Verstellens mit einer Schaltmuffe verbunden werden.

Das Schalten des ersten Ganges, das auch bei Stillstand des Getriebes möglich sein muß (durch Kuppeln des Zahnrades 4 mit der Vorgelegewelle), kann ähnlich bereits bekannten Einrichtungen, die auf den Rollenkäfig wirken, beispielsweise wie nachstehend beschrieben, erfolgen. Die innere Lagerfläche des Käfigs 8 weist eine Ausnehmung 20 auf (Fig. 6), die einer an der Vorgelegewelle angebrachten Leiste 21 entspricht. Diese Ausnehmung ist derart angebracht, daß die Spannung der Feder 16 durch Zusammenwirken des spitzen Endes der Leiste 21 der Vorgelegewelle mit der Ausnehmung 20 des Käfigs 8 überwunden wird, wenn das Kupplungs-. glied 7 gegen den Hohlzylinder gezogen wird. Dabei dreht sich der Rollenkäfig gegen das Kupplungsglied 7 in der dem Pfeil y entgegengesetzten Richtung, und die Rollen treten in radialer Richtung an von der Längsmittelachse weniger weit entfernte Stellen der Auflaufflächen, wodurch das Einschieben des Kupplungsgliedes 7 mit den Rollen in den Hohlzylinder 11 auch bei Stillstand des Getriebes erfolgen kann. Während des Einschiebens gleitet die Ausnehmung 20 des Käfigs 8 über die Leiste 21 und verläßt diese wieder, nachdem das Kupplungsglied 7 so weit in den Hohlzylinder eingeschoben wurde, daß die Klauen 13 und 12 voreinander zu stehen, jedoch noch nicht in Eingriff kommen. In dieser Stellung bewirkt die den Käfig 8 mit dem Kupplungsglied 7 verbindende Feder wieder eine Drehung des Käfigs gegenüber dem Kupplungsglied 7, wodurch die Rollen auf die Auf laufflächen des Kupplungsgliedes 7 auflaufen und der Hohlzylinder 11 mit der Welle 2 gekuppelt wird.

Das Schalten des zweiten Getriebeganges durch Einschieben des Kupplungsgliedes 7 in den Hohlzylinder 11' ist nur bei kleinerer Drehzahl der Vorgelegewelle nach Abwälzen der Rollen 9 von den Auflaufflächen in der Richtung p (Fig. 5) möglich. Das Schalten für die Motorbremsung" erfolgt mittels der Klauen 12, 13.

Um zu verhindern, daß eine frühzeitige Abnutzung der abgeschrägten Eintrittskante der Zylinder 11, 11' und der Rollenenden auftritt,

dient die in den Fig. 7 und 8 dargestellte Einrichtung. Diese sei hier für die in den Fig. 4 und 5 dargestellte Ausführungsform beschrieben. Der Hohlzylinder 11 ist an seiner öffnung zylindrisch ausgedreht, und in dieser Ausdrehung ist ein Ring 22 mit abgeschrägter Kante 23 eingesetzt, welcher nur nach einer Richtung drehbar ist. Dies wird • in bekannter Weise z. B. durch Klemmrollen 24 und Auflaufflächen 25 bewirkt. Wenn nun das Kupplungsglied 7, das· in der Richtung des Pfeiles p umläuft, mittels des Schalthebels gegen den Hohlzylinder gezogen wird, solange seine Drehzahl höher ist als die des Hohlzylinders, wird durch das Berühren der Rollenenden an der Abschrägung 23 des Ringes 22 derselbe in Drehung versetzt. Das Kupplungsglied 7 mit den Rollen kann erst

■- eingeschoben werden, wenn durch Gasdrosselung seine Drehzahl kleiner wird als die des Hohlzylinders.

Claims (6)

1. Patentansprüche:

   i. Freilaufkupplung mit Klemmrollengesperre für Wechselgetriebe mit dauernd in Eingriff stehenden Zahnrädern, insbesondere von Kraftfahrzeugen, dadurch gekennzeichnet, daß der Klemmrollenträger

   (8) an dem mit Auflaufflächen für die Klemmrollen (9) versehenen Kupplungsgliede (7) angeordnet und durch Federn (16) mit diesem derart verbunden ist, daß die Klemmrollen (9) bei ausgerückter Kupplung in einer Lage gehalten werden,. die das durch Ineinanderschieben der . Kupplungsglieder (7, 11) erfolgende Einrücken der Kupplung hemmt, und daß die Klemmrollen (9) und-das zylindrische

   Kupplungsglied (11) an ihren beim Einschieben miteinander in Berührung kommenden Kanten (14, 15) abgeschrägt sind, um bei geringerer Drehzahl des treibenden Teiles durch die entstehende Reibwirkung ein Abwälzen der Klemmrollen (9) an den Auflaufflächen entgegen der Federwirkung zu bewirken.
2. 2. Kupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Auflaufflächen der Klemmrollenkupplung und der Rollenträger (8) am inneren Kupplungsglied (7) angeordnet sind und die am Rollenträger angreifende Feder (16) die Klemmrollen in ihrer radial am weitesten nach außen liegenden Stellung zu halten strebt.
3. 3. Kupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Auflaufflächen und der Rollenträger (8) am äußeren Kupplungsglied (7) angeordnet sind und die am Rollenträger angreifende Feder (16) die Klemmrollen in ihrer radial am weitesten nach innen liegenden Stellung zu halten strebt.
4. 4. Kupplung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Rollenträger (8) auf das zylindrische Kupplungsglied (11) mit Lauf sitz aufgepaßt ist.
5. 5. Kupplung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die abgeschrägte Eintrittskante (23) am zylindrischen Kupplungsglied (n) an einem als nur nach einer Richtung in einer Ausdrehung des Kupplungsglieds drehbaren Ring (22) angeordnet ist.
6. 6. Kupplung nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die ineinanderschiebbaren Kupplungsglieder mit Klauenkränzen (12, 13) versehen sind, die beim Verschieben über die Klemmkupplungsstellung hinaus in Eingriff gebracht werden können und beim Einschieben eine zwangsläufige Verbindung zwischen Treibrädern und Motor herstellen.

   Hierzu r Blatt Zeichnungen