DE685181C - Freilaufeinrichtung fuer Kraftfahrzeuge - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Freilaufeinrichtung für Kraftfahrzeuge mit bedingter Freilaufsperrung für die Vorwärtsfahrt und hat zur Aufgabe, eine Anordnung zu schaffen, durch die der Freilauf bei Vorwärtsfahrt in besonderen Ausnahmefällen verriegelt wird. Man hat zwar schon vorgeschlagen, in bestimmten Fällen den Freilauf zwangsläufig auszuschalten. Dieser Vorschlag blieb aber für den Fall der Einschaltung des Rückwärtsganges beschränkt, so daß also der Freilauf bei Vorwärtsfahrt ständig eingeschaltet blieb und nur bei Einschaltung des Rückwärtsganges gesperrt wurde. Die Erfindung besteht darin, daß der Freilauf während der Vorwärtsfahrt in zwangsläufiger Abhängigkeit vom Fahrzustande des Fahrzeuges, z. B. durch ein dem Unterdruck des Motorsaugrohres ausgesetztes Steuerglied oder durch ein von der Schaltstellung des Getriebes, der Kupplung oder der Bremsen abhängiges Steuerglied selbsttätig verriegelbar ist. Ist z. B. die Verriegelung von dem Unterdruck des Motorsaugrohres abhängig, so kann erreicht werden, daß beim Gasgeben der Freilauf eingeschaltet, beim Gaswegnehmen dagegen der Freilauf selbsttätig, d. h. ohne besondere Maßnahmen des Fahrers, verriegelt wird. Im letzteren Falle wird also beispielsweise im ' Falle der Gefahr die bremsende Wirkung des Motors zur Verringerung der Fahrt des Wagens mit herangezogen. Diese Wirkung kann bei der Erfindung auch beim eigentlichen Bremsen des Wagens erzielt werden, sofern die Verriegelung des Freilaufes von der Stellung des Bremshebels oder des Bremsgestänges abhängig ist.

Um den Freilauf zu schonen, insbesondere um ihn vor Stößen, die meist beim Kuppeln des Motors unter sehr verschiedener Drehzahl zwischen Motor und Kardanwelle auftreten, zu bewahren, kann gemäß der Erfindung die Verriegelung auch in Abhängigkeit von der Kupplung erfolgen, und zwar so, daß die Freilaufstellung nur in gekuppeltem Zustande des Motors möglich ist. Auch aus fahrtechnischen Gründen erscheint es vorteilhaft, daß das Synchronisieren zweier mit verschiedener Drehzahl laufender Wellen unabhängig von jeder andern Einrichtung durch Schleifen der so Kupplung vor sich gehen soll.

Die steuernden Anschläge, durch welche die Freilaufstellung erzwungen wird, brauchen nicht vollständig dem Belieben des Fahrers anheimgestellt werden. In den niederen Gängen ist es z. B. im Stadtverkehr zweckmäßig, die bremsende Wirkung des Motors aus Sicherheitsgründen mit auszunutzen. Das wird erreicht, wenn der Freilauf selbsttätig im ersten und zweiten Gang verriegelt wird.

Um z. B. auf freier Strecke bei Bergabfahrt die Verriegelung des Freilaufes verhindern zu können, ist gemäß der weiteren Erfindung ein vom Fahrer zu bedienendes Schaltglied vorgesehen, das in seiner Arbeitsstellung die Freilaufstellung ausschaltet.

Bei Verwendung des Unterdruckes des Motorsaugrohres zum Verriegeln des Freilaufes wirkt gemäß einer besonderen Ausr führungsform der Erfindung das Vakuum des Saugrohres auf einen federbelasteten Kolben';: der über ein Gestänge mit dem Schalthebel für das Freilaufgesperre in Verbindung steht." Auf der Zeichnung ist die Erfindung beispielsweise veranschaulicht, ίο Fig. ι zeigt ein als Zusatz zum Wagengetriebe gedachtes Schnellganggetriebe mit Freilaufeinrichtung und Anschluß an die Kardan- bzw. Getriebeschubwelle im lötrechten Längsschnitt;
Fig. 2 zeigt einen lotrechten Querschnitt längs der Linie A-B-C-D der Fig. 1;

Fig. 3 zeigt die Freilaufeinrichtung im Schnitt längs der Linie E-F der Fig. 1;

Fig. 4 zeigt die Muffe für die Ausschaltung des Freilaufs im Schnitt längs' der Linie G-H der Fig. 3;

Fig. s zeigt in schematischer Darstellung einen Ausschnitt der in Fig. 3 gezeigten Freilaufeinrichtung in doppeltem Maßstab; Fig. 6 zeigt in schematischer Darstellung eine impulsvermittelnde Einrichtung gleichfalls in doppeltem Maßstab gegenüber Fig. 3; Fig. 7 zeigt einen Schnitt durch den zur Betätigung- des Freilaufs gemäß Fig. 6 dienenden Steuerzylinder.

Die Getriebeschubwelle 1 wird mit der Kardanwelle 2 durch die Zwischenwelle 3 verbunden, die in einem besonderen, mit dem Getriebegehäuse 5 verschraubten Gehäuse 4 gelagert ist. Auf dem Flansch 6 der Getriebeschubwelle ι ist ein mit Kegelinnenverzahnung versehener Kranz 7 aufgezogen, und ferner sind Klauen 8 an der Stirnseite des Flansches 6 ausgebildet. Am vorderen Ende der Zwischenwelle 3 ist in Nuten 9 ein Ritzel 10 schiebbar angeordnet, das gerade in dem durch den Zahnkranz 7 gebildeten Hohlraum Platz findet. Auf der Nabe 11 des Ritzels 10 "sitzt das vordere Kugellager 12 in einem La-45-gerkörper 13, der mit Hilfe von zwei seitlichen Ansätzen 14 und 15, die in Kugelköpfe i4^ß bzw. is^a endigen, brückenartig im Gehäuse 4 gelagert ist. Der eine Kugelkopf 14° ruht unmittelbar in einer entsprechenden Nische 16 des Gehäuses 4, während der andere Kugelkopf 15^a in einer Aussparung eines Traghebels 18 gleitet. Der Hebel 18 ist um den Zapfen 22 drehbar im Deckel 21 gelagert und durch den Schalthebel 23 von außen zu betätigen.

Die Zwischenwelle 3 und das Ritzel 10 können drei Stellungen einnehmen: die in Fig. 1 dargestellte Ruhestellung, bei der keine Verbindung zwischen der Getriebeschubwelle 1 einerseits und dem Ritzel 10 nebst Zwischenwelle 3 andererseits besteht; die direkte Gangstellung, bei der durch rein axiale Verschiebung des Ritzels 10 auf der Welle 3 mit-■ tels der Schalthebelanordnung 18, 22, 23 die > Zähne des Ritzels in Eingriff mit den Klauen 8 -gerückt sind; die Schnellgangstellung, bei der ■.'; das Ritzel 10 durch Verschwenkung der Welle 3 mittels der gleichen Anordnung mit dem Zahnkranz 7 in Eingriff gebracht ist.

Auf dem Nutenprofil 9 der Zwischenwelle 3 sitzt der Innenring 26 der Freilaufeinrichtung mit Hilfe des Bundes g^a fest. Der Innenring tragt in Mulden 26'' zwischen nockenartigen Erhebungen 26' Rollen 27, die am innern Umfang eines glatten Außenringes 29 lauf en. Zwischen den Ringen 26 und 29 ragen zungenartige Verlängerungen 30 der Muffe 31 zwischen die Rollen 27 herein. Die Muffe 31 sitzt auf einem Schraubgewinde 33 neben den Rollen auf einer Verlängerung des Innenringes 26 und hat eine Führungsnut 32, mit deren Hilfe sie durch die Schaltgabel 34 axial zur Zwischenwelle 3 verstellt werden kann. Die Schaltgabel 34 ist auf einem im Gehäuse gelagerten Zapfen 35 befestigt und durch den Hebel 36 von außen zu betätigen.

Der Außenring 29 ist mit einer langen Nabe 3.7 drehbeweglich auf der Zwischenw^relle 3 gelagert. Auf der Nabe 37 sitzt das hintere Pendellager 38, ferner ist auf ihr mit Hilfe des Riffelprofils 41, der Mutter 42 und des Distanzstückes 39 die Nabe 40 des Kupplüngskörpers 43 befestigt. Der Kupplungskörper 43 umgreift das ballig ausgebildete Ende des Gehäuses 4 bis etwa in die Ebene des hinteren Pendellagers 38. Am Umfang des Kupplungskörpers 43 sind halbzylinderförmige Nuten 44 ausgebildet, in denen die Mitnehmerkugeln 45 ruhen. Diese Mitnehmerkugeln 45 laufen im umgekehrten Sinne in entsprechenden halbzylinderförmigen Nuten 47 eines mit dem Kardanrohr 2 verbundenen Kupplungsstückes 46 und sind durch den Deckel 48 gegen Herausfallen gesichert.

Bei der Verbindung des Freilaufs mit einer impulsvermittelnden Einrichtung (Fig. 6 und 7) sind die zungenartigen Verlängerungen 30 des einfachen Freilaufs durch einen mit der Muffe 31 verbundenen Käfig 49 ersetzt. Die Verstellung dieses Käfigs 49 erfolgt selbsttätig durch die Muffe 31 mit Hilfe der Führungsnut 32, der Schaltgabel 34, des Zapfens 35, des Hebels 36, des Gestänges 50 und endlich des Kolbens 51, der über die Bohrung 52 mit dem Saugrohr des Motors in Verbindung steht. Der Kolben 51 verschiebt sich in einem nach einer Seite hin offenen Zylinder 53, der zweckmäßig durch eine Gummikappe 54 verschlossen ist. Zwischen Zylinder 53 und Kolben 51 liegt die Feder 55 vorgespannt. Ein Anschlag 56 am Hebel 36 begrenzt die Kolbenbewe- ;ung.

Die Rollen 27 der Freilaufeinrichtung können relativ zum Innenring 26 drei in den Fig. 5 und 6 angedeutete Stellungen einneli7 men: Wenn der Motor treibt, die Klemmstellung g; wenn der Wagen treibt, die Klemmstellung i; wenn der Anschlag 30⁰ wirkt, die Freilaufstellung L· Die mit geringem Spiel in die Mulde 26'' eingesetzten Rollen 27 laufen, wenn der Motor treibt, auf die nockenartigen Erhebungen 2Ö^f auf und verklemmen, da sie durch die Fliehkraftwirkung am Außenring 29 genügend Reibung finden, beide Ringe miteinander. Wechselt die Kraftrichtung, nicht aber die Drehrichtung, also wenn der Wagen in Fahrt treibt, so verlassen die Rollen ihre Klemmstellung g, um durch die Mulde h in die gegenüberliegende Klemmstellung i zu gelangen, die auf gleiche Weise zustande kommt.

An der Einnahme der zweiten Klemmstellung können die Rollen jedoch durch die Anschläge 30° gehindert werden, und zwar so, daß sich die Rollen 27 in den Mulden nur leer drehen. In diesem Falle tritt Freilauf des Wagens ein, da der Motor nicht mitgenommen werden kann. Dieser Freilauf muß im Bedarfsfalle aus fahrtechnischen oder Sicherheitsgründen zwangsläufig aufgehoben werden können. Dies geschieht durch Verschieben der zungenartigen Verlängerungen 30 an der Muffe 31 aus der Anschlagstellung 30" in die Leerstellung 30*. Erreicht wird dies durch die axiale Verschiebung der Muffe 31, die also während ihrer axialen Ver-Schiebung auf der Zwischenwelle 3 zwangsläufig eine Drehbewegung um die Zwischenwelle 3 mitmachen muß und dadurch die mit ihr verbundenen, zungenartigen Verlängerungen in die vorbezeichnete Stellung bringt.

Um ein Versagen des Freilaufs zu verhindern, kann es erwünscht sein, einen Impuls auf die Rollen auszuüben, damit diese sicher die bereits beschriebenen Klemmstellungen einnehmen. Zu diesem Zweck sind die Rollen 27 in einem Käfig 49 gefaßt, die über die gleiche Muffe 31 nun entsprechend zwangsläufig gesteuert werden müssen. Die Steuerung erfolgt entweder direkt durch Kupplung der Muffe 31 mit dem Vergaserhebel oder aber indirekt unter Ausnutzung des im Saugrohr des Motors sich einstellenden Unterdrucks. Nur der letztere Fall soll hier näher beschrieben werden.

Wird Gas weggenommen, so bildet sich mit der Rückstellung des Vergaserhebels ein \^akuum im Saugrohr des Motors, während beim Gasgeben, beim Durchdrücken des Vergaserhebels also, dieses Vakuum wieder zerstört wird. Läßt man dieses mit dem Fahrzustand des Wagens wechselnde Vakuum z.B. auf einen durch eine Feder 55 belasteten Kolben 51 wirken, der durch das Gestänge 50 mit dem Schalthebel 36 in Verbindung steht, so wird auf diese Weise die Stellung des Käfigs 49 von der Stellung des Kolbens 51 abhängig gemacht.

■ Tritt großes Vakuum ein, so überwindet der Kolben 51 die Federspannung· 55 und geht dabei nach rechts, verstellt den Schalthebel 36 nach i (Fig. 7), schiebt die Muffe 31 nach vorn gegen b (Fig. 1), den Käfig49 derart, daß die Rolle 27 zur Klemmstellung i (Fig. 6) gezwungen wird. Diese Vorgänge treten natürlich nur ein, wenn der Wagen treibt und nicht der Motor, was sich beim Gaswegnehmen jedoch bald einstellen wird. Die Steue- " rung des Käfigs eilt demnach dem sich einstellenden Fahrtzustand voraus, sie bereitet diesen gewissermaßen vor und vermeidet, daß die Rollen etwa zwischen den Klemmstellungeng und { pendeln. Beim Zerstören des Vakuums arbeitet die Einrichtung entsprechend.

Die Freilaufstellung h wird dadurch erreicht, daß der Schalthebel 36 eine Hubbegrenzung durch den Anschlag 56 erfährt, wobei auch ein großes Vakuum keine Weiterbewegung des Kolbens und des Gestänges veranlassen könnte. Der Anschlag 56 muß der Käfigstellung entsprechen, in der sich die Rolle 27 in der Mulde h (Fig. 6) befindet, also leer durchlaufen kann. Wird der Anschlag 56 unwirksam gemacht, also von »nach b (Fig. 7) gesenkt, so ist, da die Rollen unbedingt zu einer Klemmstellung gezwungen werden, der Freilauf außer Wirksamkeit.

Aus Sicherheits- und Bequemlichkeitsgründen kann die Verstellung des Anschlags 56 bzw. 30 unabhängig vom Fahrer erfolgen. Es kann z. B., wenn höhere als die zwei ersten Gänge geschaltet sind, der Freilauf in Tätigkeit sein, dagegen während des Fahrens mit einem der zwei ersten Gänge selbsttätig verriegelt, d. h. unwirksam gemacht werden. Diese Ausbildung kann gewählt werden, um in Fällen, wo aus verkehrstechnischen Gründen niedere Gänge geschaltet werden müssen, Wagen und Motor unter allen Umständen verbunden zu halten. Die selbsttätige Sperrung und EntSperrung des Freilaufs kann z. B. dadurch erreicht werden, daß der Anschlag 56 als federbelasteter Stift ausgebildet ist, der bei der Wahl der ersten zwei Gänge selbsttätig zurückgedrückt wird. Auf ähnliche Weise kann der Anschlag 56 außer Funktion gesetzt werden, wenn z. B. die Bremsen betätigt werden, um in Augenblikken, wo der Wagen zu starken Verzögerungen gezwungen wird, die bremsende Wirkung des Motors, der in diesem Falle mit dem Wagen verbunden ist, auszunützen. Und endlich kann der Anschlag 56 beim Entkuppeln des Motors

außer Wirksamkeit gesetzt werden, um insbesondere zu vermeiden, daß beim Kuppeln in Freilauf stellung die Rollen der Freilauf einrichtung zu plötzlich, d. h. stoßartig, beansprucht werden.

Durch die eigenartige, den Impuls vermittelnde, selbsttätige Steuerung des Käfigs, insbesondere im Zusammenhang mit der zuletzt geschilderten Vorkehrung, die auf eine zeit-Weise Verriegelung des Freilaufs ohne Hinzutun des Fahrers hinausläuft, wird ein sehr hoher Sicherheitsgrad der Freilauf einrichtung erzielt, wie er sonst nicht erreicht worden ist, was um so wünschenswerter ist, als durch ein Versagen der Freilaufeinrichtung schwere Verkehrsunfälle unvermeidbar erscheinen.

Claims (3)

1. Patentansprüche:

   ■ i. ■ Freilauf einrichtung für Kraftfahrzeuge mit bedingter Freilaufsperrung für die Vorwärtsfahrt, dadurch gekennzeichnet, daß der Freilauf während der Vorwärtsfahrt in zwangsläufiger Abhängigkeit vom Fahrzustande des Fahrzeuges, z. B. durch ein dem Unterdruck des Motorsaugrohres ausgesetztes Steuerglied (51) oder durch ein von der Schaltstellung des Getriebes, der Kupplung oder der Bremsen abhängiges Steuerglied selbsttätig verriegelbar ist.
2. 2. Freilauf einrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein vom Fahrer bewegbares Schaltglied (56), das in seiner Arbeitsstellung die Freilaufsperrung ausschaltet.
3. 3. Freilaufeinrichtung mit Freilaufsperrung durch den Unterdruck im Motorsaugrohr nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Vakuum des Saugrohres auf einen federbelasteten Kolben (51) wirkt, der über ein Gestänge (50) mit dem Schalthebel (36) für das Freilaufgesperre in Verbindung steht.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen