-
Ffeilaufkupplung, insbesondere für Kraftfahrzeuge Die Erfindung bezieht
sich auf eine Freilaufkupplung, insbesondere für Kraftfahrzeuge, die zwischen Getriebe
und Ausgleichsgetriebe geschaltet ist, und wobei eine Einrichtung zum Verstellen
der Klemmglieder des nach der getriebenen Welle zu gelegenen Gesperres der zwei
in entgegengesetzter Drehrichtung wirkenden Klemmgesperre vorgesehen ist, durch
die der Freilauf sowohl während des Umlaufes der getriebenen Welle als auch während
ihres Stillstandes verhindert werden kann. Bei Verwendung eines solchen Freilaufs
ist es vorteilhaft, daß beim Bremsen mit dem Motor bei Talfahrten sowie zum Rückwärtsfahren
die starre Verbindung zwischen Abtrieb und Antrieb, also zwischen den Rädern und
dem Motor, sofort wieder hergestellt werden kann. Diese Möglichkeit besteht bei
dem Freilauf gemäß der Erfindung, und zwar wird die erwähnte starre Verbindung selbsttägig
hergestellt, wenn der Fahrer das Bremspedal durchtritt oder den Rückwärtsgang einschaltet.
-
Es ist auch bereits bekannt, für beide Gesperre Klemmrollen zu verwenden.
Dabei mußte aber das vorgesehene, entgegengesetzt dem ersten-Klemmgetriebe wirkende
Klemmgetriebe im Bedarfsfalle von Hand in die wirksame Stellung gebracht werden,
um den Motor zum Bremsen benutzen zu können, während die Rückwärtsfährt damit noch
ni'--bt ermöglicht wurde; soweit die Kupplung für das Motorbremsen oder Rückwärtsfahren
selbsttätig in Täfigkeit gesetzt werden sollte,
bediente man sich
dabei der Fliehkraft, was wegen der Unsicherheit der Wirkung zur Einfügung einer
zweiten, in gleicher Richtung wirkenden Klemmvorrichtung zwang.
-
Zwar hat man bereits bei einer in Heiden Richtungen arbeitenden Klemmrollenkulle
Jung zum Kraftwagenfreilauf Mittel vorgi's@ sehen, die selbsttätig bei der Betätigung
des Kupplungsfußhebels die Klemmrollen des nach der getriebenen Welle zu gelegenen
Gesperres in die neutrale Mittelstellung bringen und darin halten, so daß die Vorrichtung
als Freilauf arbeiten kann; bei der Einschaltung des Rückwärtsganges wird bei dieser
Vorrichtung die Kupplung ebenfalls selbsttätig wieder in die wirksame Stellung gebracht..
Ein zweites Klemmrollengesperre dient dabei zur Unterstützung und Entlastung des
ersten vorzugsweise beim Vorwärtsfahren. Diese Bauart bedarf sehr zahlreicher zusätzlicher
Hebel. Federn u. dgl., wodurch sie verwickelt und teuer wird, abgesehen von der
durch die Abnutzung oder Ermüdung auch nur eines dieser Teile möglichen Unsicherheit
der Wirkungsweise. Es ist deshalb bei einer anderen Kauart zu dem Hilfsmittel
gegriffen worden, durch eine Verzahnung die treibenden und getriebenen Teile einer
Überholkupplung selbsttätig beim Einschalten des Rückwärtsganges zu kuppeln. Dabei
schiebt sich ein Zahnrad beim Einrücken des Rückwärtsganges in eine Innenverzahnung
einer Trommel auf der getriebenen Welle und stellt dadurch die Verbindung zwischen
An- und Abtrieb wieder her. Auch diese Vorrichtung wird jedoch wegen des zusätzlichen
Zahnrades und der damit zusammenarbeitenden, genau passenden Verzahnung kostspielig.
Die Ausnutzung der Bremskraft des Motors ist auf diesem Wege auch nicht zu ermöglichen.
-
:NIan hat ferner bereits die Zusammenarbeit -zweier Kegelflächen benutzt,
um dadurch eine leichte Verdrehung des Käfigs zu erreichen, in dem die Klemmrollen
für Rückwärtsfahrt, Motorbremsung u. dgl. laufen, um auf diese Weise die Rollen
aus ihrer Klemmlage zu bringen, so daß die getriebene Welle sich frei drehen kann.
Zu diesem Zweck wurde durch die Bewegung des Kupplungsfußhebels ein Gestänge betätigt,
das eine auf der getriebenen Welle verschiebbare, unter Federkraft stehende 'Muffe
aus ihrer Ruhestellung in einer Rast in der getriebenen `Felle brachte. Unter der
Wirkung der Federkraft wurde die Muffe in Richtung auf die treibende Welle der aus
zweientgegengesetzt arbeitenden Kk#mmrollengesperren bestehenden Freilaufvorrichtung
genähert, und eine an ihr angebrachte Kegelfläche setzte diese axiale Bewegung durch
Einwirkung auf eine entsprechende Kegelfläche an einem Flansch der getriebenen Welle
in eine leichte Drehung dieses . Flansches um, wodurch auch eine relative Be-@regung
zwischen der getriebenen `Felle und dem Käfig des für die Rückwärtsfahrt vorgllsehenen
zweiten Klemmrollengesperres eintrat und die Rollen dieses Gesperres freigegeben
wurden. Hierfür bedurfte es ebenfalls zahlreicher zusätzlicher Einzelteile, wie
der Muffe, der Betätigungsfeder, der Rast, des Käfigs, die bei der nachstehend beschriebenen
Kupplung gemäß der Erfindung vermieden werden.
-
Erfindungsgemäß greifen zwischen die Klemmkörper des zu entkuppelnden
Gesperres fingerartige Ansätze einer lose mit der getriebenen Welle verbundenen
Trommel oder Scheibe, die in der Drehachse um einen Winkel drehbar ist und dadurch
die Klemmkörper durch ihre Keilbahn entsprechend verschiebt. Zwar kennt man bereits
solche fingerartigen Ansätze an Vorrichtungen zum Entkuppeln eines Freilaufs an
Kraftfahrzeugen, meist jedoch in Verbindung mit axial verschieblichen Muffen der
oben geschilderten Art mit dem :Nachteil einer sehr großen Zahl von Einzelteilen
oder in einem anderen Fall mit dem 'Zachteil, daß bei einer in beiden Richtungen
wirkenden Kupplung der innere Gesperreteil mit einer schraubenlinienförmig verlaufenden
\`utung versehen werden mul5, auf welcher die '_@nschlagmuffe längs verschieblich
gelagert ist. Wo man die fingerartigen Ansätze an einer drehbar auf der treibenden
Welle gelagerten Büchse anbrachte, sah man sich dazu genötigt, zwischen der Büchse
und der Welle eine Schleppverbindung vorzusehen, bei der ein Klemmkörper zwischen
einem Klemmring und dem Außenumfang der Büchse eine kurzzeitige Verzögerung des
Umlaufs der Büchse gegenüber der Welle und damit eine Verschiebung der Ansätze und
eine Umsteuerung der Klemmrollen bewirkt, bis Anschläge an der Büchse den genannten
Klemmkörper zur Überwindung einer auf ihm lastenden Federkraft zwingen. Abgesehen
davon, daß auch diese Bauart sehr viele -zusätzliche Einzelteile nötig macht, hat
der zur Umsteuerung des Freilaufs dienende Klemmkörper erhebliche Kräfte aufzunehmen,
die zu seinem schnellen Verschleiß oder gar zu seiner Zerstörung führen. Der Leistungsverbrauch
durch die auf den Klemmkörper wirkende, notwendigerweise starke Federkraft während
der Umsteuerung sowie die ruckartige Überwindung dieser Federkraft machen sich ebenfalls
unangenehm spürbar.
-
Die genannten Nachteile werden durch die Erfindung auf die denkbar
einfachste `'eise vermieden. Die Erfindung verbindet die bereits genannte, lose
mit der als Hohlwelle ausgebildeten
getriebenen Welle drehbare
Trommel oder Scheibe, die durch ihre fingerartigen Ansätze unmittelbar ohne zusätzlichen
Käfig das zum Rückwärtsfahren oder Motorbremsen vorgesehene zweite Gesperre kuppelt
bzw. das Freilaufgesperre entkuppelt, mit dem Gedailken, die Steuerung für die Scheibe
unter geringstem Raum- und Teilebedarf .in der Welle selbst unterzubringen, wobei
sowohl die Antriebs- wie die Abtriebswelle als Hohlwelle ausgebildet ist: In ihnen
ist in an sich bekannter Weise eine verschiebbare Einstellstange vorgesehen, die
sich zusammen mit der getriebenen Welle dreht. Die Einstellstange wirkt mittels
eines auf ihr angebrachten Zapfens und eines entsprechenden Zapfens an der Scheibe
derart auf die letztere ein, daß die Scheibe gegenüber der Welle etwas gedreht wird,
wenn sich die Einstellstange verschiebt. Zu diesem Zweck ist eine Öffnung im Mantel
der Hohlwelle vorgesehen, durch die der Zapfen der Scheibe in die Höhlung hineinragt.
Beim Einschalten des Rückwärtsganges verschiebt sich die Einstellstange in Richtung
des Getriebes, so daß mittels entsprechender Keilflächen an den zusammenarbeitenden
Zapfen die Drehung der Scheibe gegenüber der Welle bewirkt wird.
-
Natürlich muß die Mitnahme der Scheibe mit der Welle in einer Weise
gesichert sein, welche die-Drehung der Scheibe relativ zur Welle nicht unmöglich
macht.
-
Es sind bereits Getriebe bekannt, bei denen die Gänge durch eine Vorrichtung
entkuppelt werden, die durch den Ansatz einer innerhalb einer Hohlwelle verschiebbaren
Einstellstange auf Zapfen einwirkt, die in die Welle hineinragen. Durch diese Vorrichtung.
werden die Getriebezahnräder ein- und ausgrückt, indem die Einstellstange auf Stößel
wirkt, die durch Heben und Senken die Radkränze kuppeln bzw. entkuppeln. Die Verwendung
von Stößeln hat aber den Nachteil, daß die Vorrichtung sich leicht verklemmt, da
die Stößel einem schnelleren Umlauf des Getriebes nicht folgen können. Bekannt sind
auch Freilaufkupplungen, bei denen ebenfalls mit Hilfe einer Einstellstange in einer
Hohlwelle Klemmrollen verschoben werden. Diese Kupplungen benötigen aber für jede
Klemmrolle einen besonderen Keilbolzen, der von der Einstellstange gehoben bzw.
gesenkt wird. Durch die Hebung und Senkung werden bei der bekannten Vorrichtung
Federn gespannt und entspannt, so daß sich eine Häufung sehr empfindlicher kleiner
Einzelteile ergibt. Die Vorrichtung kann zudem nicht einwandfrei arbeiten, da durch
die nicht vermeidbare Verschiedenheit der Federermüdung auch der auf die Klemmrollen
ausgeübte Druck nach mehr oder minder kurzem Betrieb verschieden wird. In der Zeichnung
ist die Erfindung an einem Ausführungsbeispiel für Kraftfahrzeuge dargestellt.
-
Abb. i zeigt im Schnitt und in Ansicht die Freilaufkupplung; Abb.
2 ist ein Schnitt nach der Linie 2-2 ' der Abb. i ; Abb. 3 ist ein Schnitt nach
der Linie 3-3 der Abb. i ; Abb. q. und 5 zeigen die Einstellstange im Ouer5chnitt
und Draufsicht.
-
Die vom Getriebe kommende Antriebswelle i hat einen Flansch 2. Auf
dem Umfang dieses Flansches ist die Kurvenbahn 3 für die Rollen q. -gebildet. Die
Gegenlaufbahn 5 für diese Rollen ist die Innenseite eines Flansches 6, der mit der
getriebenen Welle 7; die mit dem Ausgleichsgetriebe in Verbindung steht, starr verbunden
ist. Beim Drehen der Welle i in Richtung des Pfeiles 8 werden die Rollen q. auf
ihrer Kurvenbahn 5 verschoben und klemmen sich dadurch zwischen diese Kurvenbahn
und die Gegenlaufbahn 5, wodurch die Kraftübertragung auf die getriebene Welle 7
erfolgt. Der Pfeil 8 ist in den Abb.2 und 3 auch an den mit der Welle i starr verbundenen,
also ebenfalls treibenden Teilen eingezeichnet.
-
Wenn die Welle i ihre Drehzahl vermindert; überholt der Flansch 6
den Flansch 2 und löst dadurch das Rollengesperre.mit den Rollen q. aus. Um den
dadurch erreichten Freilauf wieder .aufzuheben, um rückwärts fahren bzw. mit dem
Motor bremsen zu können, sind auf einem Absatz des Flansches 6 Kurvenbahnen 9 für
die Rollen io des zweiten Gesperres vorgesehen. Die Gegenlauffläche für diese Rollen
steht mit dem Flansch 2 in fester Verbindung, beispielsweise durch einen im Querschnitt
U-förmigen Ring 12, 13. Dieser Ring könnte grundsätzlich aus einem Stück bestehen.
Er ist hier -aus Gründen der Herstellung, der Wahl des Baustoffes und des Zusammenbaus
der Kupplung zweiteilig ausgebildet, und zwar besteht er aus einem topfförmigen
Teil i2 und einem die Gegenlauffläche i i tragenden Ring 13, wobei beide Teile durch
Schrauben 14 verbunden sind. Neben dem Gesperre 9, i o, i i sitzt auf der Welle
7 eine Trommel i5, die gegen seitliches Verschieben zweckmäßig durch einen Sprengring
16 gesichert ist. Diese Trommel wird beim Drehen der Welle 7 durch einen Zapfen
17 mitgenommen, der in eine Nut 18, die breiter ist als der Zapfen, hineinragt,
wobei eine Feder i9 den übrigen Raum der Nut ausfüllt. An der Trommel 15 sind weiterhin
Finger 2o entsprechend der Verteilung der Rollen io gebildet, die zwischen diese
Rollen greifen, die dadurch gewissermaßen in einem Käfig laufen.
Die
ganze Doppelfreilaufkupplung ist in ein Gehäuse 2i eingeschlossen, welches auch
das Kugellager 22 für die Welle 7 aufnimmt. Das Gehäuse kann an der Seite der Antriebswelle
i am Getriebegehäuse befestigt sein.
-
Wenn der im Freilauf fahrende Wagen durch den Motor gebremst werden
soll, arbeitet die Kupplung wie folgt: Bei Betätigung des Bremsgestänges, z. B.
durch l@Tiederdrükken des Bremspedals, wird die in den als Hohlwellen ausgebildeten
Wellen i und 7 untergebrachte Einstellstange 23 in Richtung des Getriebes verschoben.
Im Bereich der Nut 18 ist ein zur Stange parallel verlaufender, bis zur Bohrung
der Stange durchgehender Schlitz 2.I in der Welle 7 angebracht, in dem eine Nase
25 der Stange 23 passend geführt wird. Die Stange kann sich; also gegenüber der
Welle 7 nicht drehen. Die Nase ist in der Bewegungsrichtung der Stange keilförmig
ausgebildet und greift hinter den Zapfen 17 derTrommel 15, der eine entsprechende
Keilfläche hat. Beim Verschieben der Einstellstange drückt die Keilfläche der Nase
25 den Zapfen 17 gegen die Feder i9. Durch dieses Wegdrücken des Zapfens wird die
Trommel 15 gegenüber der Welle 7 gedreht. Die Finger 2o der Trommel 15 schieben
dadurch die Rollen io des Gesperres aus ihrer Ruhelage, so daß sie zwischen ihren
Laufbahnen klemmen. Das Gesperre 9, 1o, i i kuppelt also den Antrieb mit dem Abtrieb
beim Motorbremsen. Die beschriebene Einrichtung kann aber genau so gut für` das
Rückwärtsfahren verwendet werden; es wäre dazu nur nötig, daß die Stange 23 mit
dem Getriebeschalthebel derart verbunden wird, daß sie verschoben wird, wenn man
den Rückwärtsgang einschaltet.
-
Wie ersichtlich, kommt die Vorrichtung mit verhältnismäßig wenigen
und betriebssicheren Teilen aus, um den Freilauf selbsttätig ein- wie auch auszukuppeln.