DE857162C

DE857162C - Claw clutch, especially for motor vehicles

Info

Publication number: DE857162C
Application number: DEV1239D
Authority: DE
Inventors: Fritz Kugel
Original assignee: JM Voith GmbH
Current assignee: JM Voith GmbH
Priority date: 1943-08-21
Filing date: 1943-08-21
Publication date: 1952-11-27

Description

Klauenfreilaufkupplung, insbesondere für Kraftfahrzeuge Die Erfindung bezieht sich auf eine Klauenfreilaufkupplung mit Mitnehmerklinken. Sie hat sich zur Aufgabe gemacht, solche Kupplungen derart auszubilden, daß sie entweder als normales Freilaufgesperre mit Kraftübertragung in einer Richtung und Freilauf in der anderen Richtung oder als doppelseitiger Freilauf, d. h. als Freilauf in beiden Richtungen arbeitet oder aber als starre Kupplung mit Kraftübertragungsmöglichkeit in beiden Richtungen.Claw freewheel clutch, in particular for motor vehicles The invention relates to a claw freewheel clutch with driver pawls. It has set itself the task of designing such clutches in such a way that they can be used either as a normal freewheel lock with power transmission in one direction and freewheel in the other direction or as a double-sided freewheel, i.e. H. works as a freewheel in both directions or as a rigid coupling with power transmission in both directions.

Diese vielseitigen Aufgaben können beispielsweise bei Kraftfahrzeugen mit Strömungsgetrieben oder mit kombinierten hydraulischmechanischen Getrieben auftreten. So besteht beispielsweise bei einem Kraftfahrzeug mit einem Strömungswandler einmal die Aufgabe, bei Talfahrt den Motor zum Bremsen heranziehen zu können. Hierzu wird zwischen Pumpen-und Turbinenradwelle des Wandlers ein Freilauf angeordnet, der von Sekundär auf Primär übertragen kann, so daß bei Talfahrt sofort nach Verringerung der Brünnstoffzufuhr zum Motor dieser vom Fahrzeug mitzgeschleppt wird und eine Bremswirkung auf das Fahrzeug ausübt. Nach einem neueren Vorschlag wird ein solcher Freilauf in der gleichen Anordnung auch in Verbindung mit einem Synchronwandler oder einem annähernden Synchronwandler verwendet, d. h. bei einem Wandler, der beim Drehzahlverhältnis einen noch verhältnismäßig guten Wirkungsgrad hat. Hierbei dient der Freilauf dazu, daß beim Erreichen des Betriebszustandes, bei welchem im Wandler das Drehzahlverhältnis erreicht wird, das Turbinenrad des Wandlers selbsttätig, also ohne Gaswegnehmen an das Pumpenrad gekuppelt wird, so daß ein Fahren mit einem größeren Wirkungsgradverlust als jenem beim Drehzahlverhältnis i: i vermieden wird. Bei dem zuletzt genannten Vorschlag kann der Wandler gefüllt bleiben, wobei er weiterhin auf hydraulischem Weg die Kraft vom Pumpenrad zum Turbinenrad überträgt, aber bei vermindertem Fahrwiderstand diese Kraft nicht in vollem Umfang vom Motor her bezieht, sondern zum Teil im Rückfluß über den Freilauf von der Turbine her. Es kann aber auch die Forderung aufgestellt werden, daß zur Vermeidung des Wandlerverlustes dieser völlig abgeschaltet, also z. B. entleert wird. Hierzu muß der Freilauf in seiner Sperrstellung verriegelt werden, so daß der Freilauf auch von Primär auf Sekundär Kraft übertragen kann und so eine starre mechanische Kraftübertragung ergibt.These versatile tasks can occur, for example, in motor vehicles with fluid transmissions or with combined hydraulic-mechanical transmissions. In a motor vehicle with a flow converter, for example, there is the task of being able to use the engine for braking when driving downhill. For this purpose, a freewheel is arranged between the pump and turbine wheel shaft of the converter, which can be transferred from secondary to primary, so that when driving downhill, immediately after reducing the fuel supply to the engine, it is dragged along by the vehicle and exerts a braking effect on the vehicle. According to a more recent proposal, such a freewheel is also used in the same arrangement in connection with a synchronous converter or an approximate synchronous converter, i. H. in the case of a converter, the speed ratio still has a relatively good efficiency. Here, the freewheel is used to ensure that when the operating state is reached in which the speed ratio in the converter is achieved, the turbine wheel of the converter is automatically, that is, coupled to the pump wheel without releasing the gas, so that driving with a greater loss of efficiency than that at the speed ratio i: i is avoided. In the case of the last-mentioned proposal, the converter can remain full, whereby it continues to transfer the power from the pump wheel to the turbine wheel hydraulically, but when the driving resistance is reduced, this force is not drawn entirely from the motor, but partly in the return flow via the freewheel from the Turbine. But it can also be demanded that to avoid the loss of the converter, this is completely switched off, so z. B. is emptied. For this purpose, the freewheel must be locked in its locked position so that the freewheel can also transfer power from primary to secondary and thus result in a rigid mechanical power transmission.

Darüber hinaus kann auch noch die Forderung bestehen, die Kupplung im Betrieb so zu verändern, daß auch der Sekundärteil den Primärteil überholen kann. Diese Aufgabe liegt etwa vor, wenn es erwünscht ist, den Motor bei Talfahrt abzuschalten, so daß er nicht vom Fahrzeug mitgenommen wird. Außerdem tritt diese Forderung z. B. bei mehrstufigen Strömungsgetrieben oder bei einem hydromechanischen Verbundgetriebe aus zwei Wandlern und einem nachgeschalteten Zweigangzahnradgetriebe mit formschlüssig zu schaltenden Gangschaltkupplungen in Zweiwegschaltung auf, wo beim Arbeiten im vierten Gang der Sekundärteil des leerlaufenden Wandlers in der Lage sein muß, dessen Primärteil zu überholen. Hierfür soll der Freilauf also in einer im Vergleich zur normalen Freilaufrichtung umgekehrten Richtung freilaufen.In addition, the clutch can also be required to be changed during operation so that the secondary part can overtake the primary part. This task occurs, for example, when it is desired to switch off the engine when driving downhill, so that it is not taken away from the vehicle. In addition, this requirement occurs z. B. in multi-stage fluid drives or in a hydromechanical compound transmission from two converters and a downstream two-speed gear transmission with positive locking gear shift clutches to be shifted in two-way circuit, where when working in the fourth gear of the secondary part of the idling converter must be able to To overhaul the primary part. For this purpose, the freewheel should be in a compared to normal freewheel direction freewheel reverse direction.

Die Erfindung löst diese schwierige Aufgabe mit einer Klauenfreilaufkupplung, mit einer auf einem Steilgewinde verschraubbaren Kupplungsmuffe und Klinkenverbindung zwischen Kupplungsmuffe und Gegenklauenkranz in der Freilaufstellung. Bei solchen Kupplungen wird die Kupplungsmuffe beim Erreichen der Drehzahlgleichheit aus der Freilaufstellung heraus über die Klinken auf dem Steilgewinde verschoben und in Eingriff gebracht. In der Eingriffstellung liegt die Kupplungsmuffe dann an einem Anschlag an, durch den ihre axiale Bewegung begrenzt wird.The invention solves this difficult task with a claw freewheel clutch, with a coupling sleeve and pawl connection that can be screwed onto a steep thread between coupling sleeve and mating claw rim in the free-wheeling position. In such Couplings, the coupling sleeve is removed from the coupling sleeve when the speed equality is reached Freewheel position moved out over the pawls on the high helix thread and in Intervention brought. In the engaged position, the coupling sleeve then rests on one Stop by which their axial movement is limited.

Gemäß der Erfindung wird eine solche Kupplung in der Weise ausgebildet, daß außer den auf der einen Seite eines der Kupplungsklauenkränze angeordneten Mitnehmerklinken noch ein auf der anderen Seite angeordneter Klinkenkranz mit entgegengesetzt gerichteten Mitnehmerklinken vorgesehen wird und daß der Anschlag zur Begrenzung der Schraubbewegung der Kupplungsmuffe verstellbar ausgeführt wird, derart, daß die Kupplungsmuffe je nach der Stellung des Anschlages nur bis zur Sperrstellung oder darüber hinaus in die zweite Freilaufstellung gelangen kann.According to the invention, such a coupling is designed in such a way that, in addition to the driver pawls arranged on one side of one of the coupling claw rings, a pawl collar arranged on the other side with oppositely directed driver pawls is provided and that the stop to limit the screwing movement of the coupling sleeve is adjustable is in such a way that the coupling sleeve, depending on the position of the stop, can only reach the locking position or beyond into the second free-wheeling position.

Der Anschlag kann derart ausgebildet sein, daß er in axialer Richtung oder in Umfangsrichtung wirkt. Der in axialer Richtung wirkende Anschlag kann in Achsrichtung verstellbar ausgebildet sein; er kann aber auch durch in radialer Richtung in den Weg der Kupplungsmuffe einschiebbare Sperrkörper gebildet werden.The stop can be designed in such a way that it extends in the axial direction or acts in the circumferential direction. The stop acting in the axial direction can be in Be designed to be adjustable in the axial direction; but it can also go through in the radial direction locking bodies which can be pushed into the path of the coupling sleeve are formed.

Durch eine an sich bekannte zusätzliche Verriegelungsmuffe mit Verriegelungsverzahnung, die auf einer Verriegelungsverzahnung der Kupplungsmuffe verschiebbar gelagert in eine auf der die Kupplungsmuff e trpgenden Welle angeordnete Verzahnung eingerückt werden kann, ist es möglich, die Kupplung in ihrer Übertragungsstellung zu sperren, derart, daß sie in beiden Richtungen Kraft übertragen kann.By an additional locking sleeve known per se with locking teeth, which is slidably mounted on a locking toothing of the coupling sleeve in a toothing arranged on the shaft carrying the coupling sleeve is engaged it is possible to lock the clutch in its transmission position, such that it can transmit power in both directions.

Nach einem besonderen Vorschlag der Erfindung dient die Verriegelungsmuffe auch zur Begrenzung der Schraubbewegung der Kupplungsmuff e, dadurch, daß der Verriegelungsmuffe außer ihrer Neutralstellung und ihrer Vertiegelungsstellung noch eine Zwischenstellung zugewiesen wird, in der sie die Kupplungsmuffe ungehindert aus der Sperrstellung mit Kraftübertragungsmöglichkeit in einer Richtung in die normale Freilaufstellung und umgekehrt gelangen läßt, aber ein Durchlaufen über die Sperrstellung hinaus verhindert.According to a special proposal of the invention, the locking sleeve is used also to limit the screwing movement of the coupling sleeve e, in that the locking sleeve in addition to their neutral position and their locking position, there is also an intermediate position is assigned, in which they unhindered the coupling sleeve from the locked position with power transmission option in one direction in the normal free-wheeling position and vice versa, but a passage beyond the locked position prevented.

Eine konstruktiv besonders einfache und zuverlässige Lösung ergibt sich hierfür dadurch, daß einerseits die Verriegelungsverzahnungen auf der Kupplungsmuffe und auf der die Muffe tragenden Welle so ausgeführt werden, daß jeder zweite Zahn fehlt, daß also die Lücken zwischen den Zähnen, auf dem Teilkreis gemessen, dreimal so breit wie die Zähne sind, daß andererseits die Verzahnung an der Verriegelungsmuffe auf einem Teil ihrer Länge mit dreifacher Zahnstärke und einfacher Lückenbreite ausgebildet wird und daß ferner die Verzahnung der Verriegelungsmuffe an ihrem der Verriegelungsverzahnung auf der Welle zugekehften Ende auf einer ihrem Hub von der Neutralstellung in die Mittelstellung entsprechenden Länge mit normaler Zahnstärke ausgebildet ist, derart, daß auf dieser Länge die Lückenbreite gleich der dreifachen Zahnstärke ist.A structurally particularly simple and reliable solution results This is due to the fact that on the one hand the locking teeth on the coupling sleeve and on the shaft supporting the sleeve are carried out so that every other tooth missing, so that the gaps between the teeth, measured on the pitch circle, three times as wide as the teeth that on the other hand the teeth on the locking sleeve on part of its length with three times the tooth thickness and a single gap width is formed and that also the teeth of the locking sleeve on its the Locking toothing on the shaft facing end on one of their stroke from the Neutral position in the middle position corresponding length with normal tooth thickness is designed such that on this length the gap width is equal to three times Tooth strength is.

Bei einer solchen Ausführung läßt sich aber die Verriegelungsmuffe auch in der Stellung, in der die Kupplung als Freilauf in der entgegengesetzten Drehrichtung wirkt, mit ihrem schmalen Ende in die Verriegelungsverzahnung auf der die Muffe tragenden Welle einrücken, so daß eine Fehlschaltung eintreten könnte. Um dies zu vermeiden, wird nach einem weiteren Vorschlag der Erfindung die Anordnung so getroffen, daß sich in der Stellung, in der die Kupplungsmuffe in die zweite Freilaufstellung (Freilauf für die entgegengesetzte Drehrichtung) durchgelaufen ist, die schmalen Enden der Verriegelun gsmuff e und die Verriegelungsverzahnung auf der die Muffe tragenden Welle etwas überdecken. An Hand der Zeichnung wird diese Ausführung weiter unten noch näher erläutert.In such an embodiment, however, the locking sleeve also in the position in which the clutch as a freewheel in the opposite Direction of rotation acts with its narrow end in the locking teeth on the engage the shaft carrying the sleeve, so that a faulty switching could occur. In order to avoid this, according to a further proposal of the invention, the arrangement taken so that in the position in which the coupling sleeve in the second Free-wheeling position (free-wheeling for the opposite direction of rotation) passed through is, the narrow ends of the locking gsmuff e and the locking teeth cover something on the shaft carrying the socket. This is based on the drawing Execution explained in more detail below.

Der verstellbare Anschlag für die Begrenzung der Bewegung der Kupplungsmuffe dient nach der zunächst gestellten Aufgabe dazu, daß die Kupplungsmuffe aus der der einen Endstellung entsprechenden Freilaufstellung auf Wunsch nicht in die der anderen Freilaufstellung entsprechende Endstellung gelangen, wohl aber ungehindert zwischen Gesperrestellung und Freilaufstellung für eine Übertragungsrichtung je nach den Betriebsbedingungen wechseln kann. Durch einfache Mittel ist es auch noch möglich, die Kupplung noch weiter zu vervollkommnen, derart, daß sie nach entsprechender Einstellung auch für die andere Übertragungsrichtung zwischen Gesperrestellung und FreilaufsteRung wechseln kann, aber gehindert wird, aus der zweiten Freilaufstellung in die erste Freilaufstellung durchzulaufen. Dies kann etwa durch einen zweiten, in Achsrichtung wirkenden, etwa in radialer Richtung in den Weg der Kupplungsmuffe einscbiebbaren Anschlag bewirkt werden oder in weiterer Ausbildung des besonderen Ausführungsvorschlages der Erfindung mit Sperrung der verschiedenen Betriebsstellungen durch die entsprechende Ausbildung der in Umfangsrichtung wirkenden Verriegelungsmuffe. Hierzu wird der Verriegelungsmuffe außer den obengenannten drei Stellungen noch eine vierte Stellung zugewiesen, in der sie die Kupplungsmuffe zwischen der Gesperrestellung und der Freilaufstellung für die zweite Drehrichtung je nach den Betriebsbedingungen pendeln läßt. Sie wird hierzu beispielsweise um einen Betrag, der etwa der dreifachen Länge der Verriegelungsverzahnung auf der die Kupplungsmuff e tragenden Welle entspricht, über das Ende mit den schmalen Zähnen hinaus verlängert, wobei sie zunächst auf einer der Länge der Verriegelungsverzahnung auf der Welle plus dem doppelten axialen Spiel zwischen den Verriegelungsverzahnungen in den eingriffslosen Lagen entsprechenden Länge unverzahnt ist, während dann auf einer der Verriegelungsverzahnung auf der Welle entsprechenden Länge eine für die Freilaufgesperrewirkung in der anderen Richtung dienende Verzahnung mit einfacher Zahnstärke und dreifacher Zahnlückenbreite vorgesehen ist, die gegenüber der Verzahnung für die andere Freilaufgesperrewirkung um eine Zahnteilung versetzt angeordnet ist. Auf dem restlichen Stück ist dann die Verzahnung wieder mit dreifacher Zahnstärke und einfacher Lückenbreite ausgeführt.The adjustable stop for limiting the movement of the coupling sleeve is used according to the initially set task to prevent the coupling sleeve from moving from the free-running position corresponding to the one end position into the end position corresponding to the other free-running position, but unhindered between the locked position and free-wheeling position for a transmission direction can change depending on the operating conditions. By simple means, it is also possible to perfect the clutch even further, so that after the appropriate setting it can also switch between locked position and freewheel control for the other transmission direction, but is prevented from moving from the second freewheel position to the first freewheel position. This can be brought about by a second stop acting in the axial direction that can be inserted into the path of the coupling sleeve in a radial direction or, in a further development of the special embodiment proposal of the invention, with blocking of the various operating positions by the corresponding design of the locking sleeve acting in the circumferential direction. For this purpose, the locking sleeve is assigned a fourth position in addition to the three positions mentioned above, in which it allows the coupling sleeve to oscillate between the locking position and the free-wheeling position for the second direction of rotation, depending on the operating conditions. It is for this purpose, for example, by an amount that corresponds to about three times the length of the locking toothing on the shaft carrying the coupling sleeve e, extended beyond the end with the narrow teeth, initially on one of the length of the locking toothing on the shaft plus twice the axial Game between the locking teeth in the non-engaging layers corresponding length is not toothed, while then on one of the locking teeth on the shaft corresponding length a for the free-wheel locking effect in the other direction is provided with a single tooth thickness and three times the tooth gap width, which is opposite the toothing for the other Freewheel locking effect is arranged offset by one tooth pitch. On the rest of the piece, the toothing is again designed with three times the tooth thickness and a single gap width.

In der Zeichnung ist die Erfindung beispielsweise dargestellt.In the drawing, the invention is shown as an example.

In Abb. i ist zunächst ein Ausführungsbeispiel gezeigt, bei dem die Schraubbewegung der Kupplungsmuff e durch radial verschiebbare Sperrstücke begrenzt werden kann, und in Abb. 2 ein Querschnitt nach Linie A-A hierzu. Abb. 3 bis 14 zeigen eine weitere Ausführung mit Begrenzung der Kupplungsmuffenbewegung durch besondere Ausbildung der Verriegelungsverzahnungen in den fünf möglichen verschiedenen Stellungen der Kupplungsteile zueinander. Die Abbildungen mit den geraden Nummern zeigen dabei die Kupplung im Längsschnitt und die Abbildungen mit den ungeraden Nummern in einer Abwicklung der Verzahnungen.In Fig. I, an embodiment is first shown in which the screwing movement of the coupling sleeve e can be limited by radially displaceable locking pieces, and in Fig. 2 a cross-section along the line AA. Fig. 3 to 14 show a further embodiment with limitation of the coupling sleeve movement by a special design of the locking teeth in the five possible different positions of the coupling parts to each other. The images with the even numbers show the coupling in a longitudinal section and the images with the odd numbers in a development of the toothing.

in Abb. 13 ist noch ein Querschnitt durch die Kupplung dargestellt, um die Anordnung und Ausbildung der Klinken zu zeigen.Fig. 13 shows a cross section through the coupling, to show the arrangement and design of the pawls.

Abb. 16 bis 20 zeigen eine weitere Ausführung der Verriegelungsmuffe, die es unter entsprechender axialer Verlängerung der Kupplung ermöglicht, die Verriegelungsmuffe in eine Durchlaufstellung, eine Freilaufgesperrestellung für die eine Drehrichtung, eine zweite Freilaufgesperrestellung für die zweite Drehrichtung und in zwei Verriegelungsstellungen einzustellen.Fig. 16 to 20 show another version of the locking sleeve, which makes it possible with a corresponding axial extension of the coupling, the locking sleeve in a pass-through position, a free-wheel locking position for one direction of rotation, a second free-wheel locking position for the second direction of rotation and in two locking positions to adjust.

Von den beiden zu kuppelnden Wellen der Abb. i ist die eine Welle i an ihrem Ende topfförmig erweitert und trägt dort den einen KupplungsklauenkranZ 2. Auf das Ende der zweiten Welle ist ein Steilgewinde 4 eingeschnitten, auf dem eine mit entsprechendem Gewinde versehene Kupplungsmuffe 5 mit dem Gegenklauenkranz 6 verschraubbar gelagert ist. Zu beiden Seiten des Klauenkranzes 6 sitzen, in die Kupplungsmuffe eingelassen, drehbare Klinken 7 und 8, von denen die einen mit ihrer Nase in die eine Drehrichtung und die anderen in die andere Drehrichtung zeigen. Die Klinken 7 zeigen, wie Abb. 2 erkennen läßt, in die durch den Pfeil 9 angedeutete Drehrichtung. Die Klinken werden durch Federn io mit ihrer Nase nach außen gedrückt. Auf der Kupplungsmuffe ist eine Verriegelungsverzahnung ii eingeschnitten, in die die Verriegelungsmuffe 12 mit ihrer Verzahnung 13 eingreift. Desgleichen ist auf einem Bund 14 der Welle 3 eine Verriegelungsverzahnung 15 eingeschnitten.Of the two to be coupled waves of Fig. I is a shaft i at its end extended pot-shaped and carries there the a clutch claw ring 2. At the end of the second shaft is a ball thread 4 cut, on the one provided with correspondingly threaded coupling sleeve 5 with the opposing claw ring 6 is screwed. Sitting on both sides of the claw ring 6 , embedded in the coupling sleeve, are rotatable pawls 7 and 8, of which one point with its nose in one direction of rotation and the other in the other direction of rotation. The pawls 7 show, as shown in Fig. 2, in the direction of rotation indicated by the arrow 9. The pawls are pressed outwards with their nose by springs. A locking toothing ii is cut into the coupling sleeve, into which the locking sleeve 12 engages with its toothing 13. Likewise, a locking toothing 15 is cut into a collar 14 of the shaft 3.

Bei der in Abb. i und 2 gezeigten Stellung befindet sich die Kupplungsmuffe 5 in ihrer äußersten Rechtsstellung und liegt dabei an dem Wellenbund 14 an. Wie ersichtlich, greifen in dieser Stellung die Klinken 7 in die Verzahnung 2 der Welle i ein. Es sei angenommen, daß die Welle i sich relativ zur Welle 3 in der durch den Pfeil 9 angedeuteten Richtung drehe. In diesem Falle ratschen die Zähne 2 über die Klinken 7 hinweg, ohne daß eine Mitnahme der Klinken bzw. der Kupplungsmuffe bewirkt würde. Die Kupplung überträgt keine Kraft, sie wirkt als Freilauf in dieser Übertragungsrichtung von Welle i nach Welle 3. Die Verriegelungsmuffe 12 ist dabei völlig außerhalb des Bereichs der Verriegelungsverzahnung 15.In the position shown in Figs. I and 2, the coupling sleeve 5 is in its extreme right position and is in contact with the shaft collar 14. As can be seen, the pawls 7 engage in the toothing 2 of the shaft i in this position. It is assumed that the shaft i rotates relative to the shaft 3 in the direction indicated by the arrow 9. In this case the teeth 2 ratchet over the pawls 7 without the pawls or the coupling sleeve being entrained. The clutch does not transmit any force, it acts as a freewheel in this transmission direction from shaft i to shaft 3. The locking sleeve 12 is completely outside the area of the locking toothing 15.

Dreht sich aber die relative Drehrichtung um, d. h. bleibt die Welle i hinter der Welle 3 zurück, dann greifen die Zähne 2 an den Nasen der Klinken 7 an und verdrehen über die Klinken die Kupplungsmuff e 3 auf dem Steilgewinde 4 nach links. Die schneller laufende Welle 3 schraubt sich gewissermaßen aus der Kupplungsmuff e heraus. Hierdurch kommen die Klauen 6 der Kupplungsmuffe in Eingriff mit den Klauen 2 der Welle i und die Kupplungsmuffe selbst zum Anschlag an den Sperriegeln 16, die über eine Verstellstange 17 mit dem Konus 18 und dem Wälzlager ig in ihre Sperrstellung gebracht sind.But if the relative direction of rotation is reversed, i. H. If the shaft i remains behind the shaft 3 , then the teeth 2 engage the noses of the pawls 7 and rotate the coupling sleeve e 3 on the coarse thread 4 to the left via the pawls. The faster running shaft 3 unscrews itself to a certain extent from the coupling sleeve e. As a result, the claws 6 of the coupling sleeve come into engagement with the claws 2 of the shaft i and the coupling sleeve itself stops at the locking bolts 16, which are brought into their locking position via an adjusting rod 17 with the cone 18 and the roller bearing ig.

Bei abermaliger Umkehrung der relativen Drehrichtung zwischen den beiden Wellen i und 3 kehrt die Kupplungsmuffe in die in Abb. i gezeichnete Stellung zurück.If the relative direction of rotation between the two shafts i and 3 is reversed again, the coupling sleeve returns to the position shown in Fig. I.

Wird aber statt dieser Wirkungsweise eines normalen Freilaufgesperres ein Freilauf in beiden Richtungen gewünscht, dann werden die Sperriegel 16 durch Zurückziehen der Verstellstange 17 zurückgeholt. In diesem Falle kann die Kupplungsmuffe 5 beim Überholvorgang aus ihrer rechten Endstellung bis in ihre linke Endstellung durchlaufen, wobei sie zunächst von den Klinken 7 und dann von den Klauen 6 verschoben wird. In der linken Endstellung liegt die Kupplungsmuffe an dem Anschlagring 2o an. Hierbei sind die Klinken 8 im Bereich der Klauen 2 und übernehmen das Zurückschieben der Muffe bei Wiederumkehi der Drehrichtung.If, however, instead of this mode of operation of a normal freewheel locking mechanism, freewheeling in both directions is desired, then the locking bolts 16 are brought back by pulling back the adjusting rod 17 . In this case, the coupling sleeve 5 can pass from its right end position to its left end position during the overtaking process, whereby it is first displaced by the pawls 7 and then by the claws 6. In the left end position, the coupling sleeve rests against the stop ring 2o. Here the pawls 8 are in the area of the claws 2 and take over the pushing back of the sleeve when the direction of rotation is reversed.

Zur Verriegelung der Übertragungsstellung der Kupplungsmuffe, derart, daß die Kupplung in beiden Richtungen Kraft übertragen kann, dient die Verriegelungsmuffe 12.To lock the transmission position of the coupling sleeve, in such a way The locking sleeve is used to ensure that the coupling can transmit power in both directions 12th

Zur Umwandlung der Kupplung in ein in der anderen Drehrichtung wirkendes Freilaufgesperre, also derart, daß die Kupplungsmuff e zwar aus ihrer linken Endstellung in die mittlere Eingriffsstellung und wieder zurück gelangen kann, aber nicht aus der linken Endstellung über die Mittelstellung hinaus in die rechte Endstellung, ist an der in Abb. i gestrichelt angegebenen Stelle ein zweiter Sperriegel 16' bzw. ein weiterer Satz von Sperriegeln anzuordnen, die nach Bedarf in den Weg der Kupplungsmuffe eingeschoben werden. Die Verriegelung der Kupplungsmuffe in der Übertragungsstellung könnte bei dieser Ausführung durch gleichzeitiges Einführen beider Sperriegel 16 und 16' bewirkt werden.To convert the clutch into one acting in the other direction of rotation Freewheel lock, so in such a way that the coupling sleeve e from its left end position in the middle engagement position and again can get back but not from the left end position beyond the middle position into the right one End position, there is a second locking bolt at the point indicated by dashed lines in Fig. I 16 'or another set of locking bolts to be arranged in the way as required the coupling sleeve. The locking of the coupling sleeve in the Transfer position could in this embodiment by simultaneous insertion both locking bolts 16 and 16 'are effected.

Das in Abb. 3 bis 15 dargestellte weitere Ausführungsbeispiel, bei dem, soweit möglich, die gleichen Bezugszeichen verwendet sind, zeigt eine ganz besondere Ausbildung der Verriegelungsverzahnung. Die in Abb. 3 und 4 gezeigte Stellung der Kupplungsmuffe ist die rechte »Aus«-Stellung für Durchlaufbetrieb. In gleicher Weise, wie beim obigen Ausführungsbeispiel beschrieben, ratschen die Klauen 2 über die Klinken 7 hinweg, wenn sich die Welle i in der Richtung 9 schneller dreht als die Welle 3. Beim Überholvorgang wird die Kupplungsmuff e 5 zunächst über die Klinken 7 und schließlich über die Verzahnung 6 nach links geschoben. Die Kupplungsmuffe rückt zunächst in die in Abb. 5 gezeigte Stellung. Da die Verriegelungsmuff e 12 durch einen in ihre NUt 21 eingreifenden Steuerhebel in ihrer axialen Lage festgehalten wird, wird durch sie die Bewegung der Kupplungsmuffe nicht behindert. Die Kupplungsmuffe wird vielmehr durch die in ihre Klauen eingrei-£ende Verzahnung 2 der Welle i weiter nach links geschoben, bis die Klauen 2 und 6 außer Eingriff sind. Es ist dies die in Abb, 7 gezeigte Stellung. Die in dieser Stellung im Bereich der Klauen 2 liegenden Klinken 8 sind entgegengesetzt zu den Klinken 7 gerichtet, so daß sie in der angegebenen relativen Drehrichtung keine Kraft von der Welle 3 auf die Welle i übertragen können. Die Kupplung schaltet sich also von der in Abb. 3 gezeigten Frei].aufstellung für überholende Welle i bei Umkehrung der relativen Drehrichtung in die in Abb. 5 gezeigte Freilaufstellung für überholende Welle 3. The further embodiment shown in Fig. 3 to 15 , in which the same reference numerals are used as far as possible, shows a very special design of the locking teeth. The position of the coupling sleeve shown in Fig. 3 and 4 is the right “off” position for continuous operation. In the same manner as described in the above embodiment, the claws 2 ratchets over the pawls 7 of time, when the shaft i in the direction 9 rotates faster than the shaft 3. In the overtaking the Kupplungsmuff e 5 is first on the catches 7 and, finally, pushed over the toothing 6 to the left. The coupling sleeve first moves into the position shown in Fig. 5. Since the locking sleeve 12 is held in its axial position by a control lever engaging in its slot 21, it does not hinder the movement of the coupling sleeve. Rather, the coupling sleeve is pushed further to the left by the toothing 2 of the shaft i engaging in its claws, until the claws 2 and 6 are out of engagement. This is the position shown in Fig. 7. The pawls 8 lying in this position in the region of the claws 2 are directed opposite to the pawls 7 so that they cannot transmit any force from the shaft 3 to the shaft i in the specified relative direction of rotation. The clutch switches from the free position shown in Fig. 3 for overtaking shaft i when the relative direction of rotation is reversed to the free position shown in Fig. 5 for overtaking shaft 3.

In Abb. 4, 6 und 8 ist je eine Abwicklung der Verzahnung für diese beiden Endstellungen und die durchlaufene Zwischenstellung gezeigt. Die Kupplungsmuffe nimmt mit ihrer Verzahnung 6 die drei verschiedenen Stellungen ein, während die Verriegelungsmuffe in ihrer eingriffslosen Lage bleibt.In Fig. 4, 6 and 8, a development of the teeth are each shown for these two end positions and the intermediate position traversed. The coupling sleeve with its toothing 6 assumes the three different positions, while the locking sleeve remains in its non-engaging position.

Damit ist die Wirkungsweise der Kupplung als Durchlaufkupplung beschrieben. Nunmehr ist die Wirkungsweise als normales, einseitig wirkendes Freilaufgesperre zu beschreiben. Zur Erzielung dieser Freilaufgesperrewirkung wird dieVerriegelungsmuffe 12 in die in Abb. 9 bis io dargestellte axiale Lage verschoben. Die Verriegelungsmuffe befindet sich in dieser Stellung nur mit den schmalen Enden :z2 ihrer Verzahnung im Bereich der Verriegelungsverzahnung 15-Sofern sich hierbei die Welle i in der durch den Pfeil 9 angedeuteten Richtung schneller dreht als die Welle 2, ratscht sie mit ihren Klauen 2 über die Klinken i hinweg, genau wie dies an Hand der Abb. 3, 4 und 15 beschrieben wurde. Bei Umkehrung der relativen Drehrichtung zwischen i und 3, d. h. beim Überholvorgang, wird die Kupplungsmuffe über die Klinken 7 nach links verscl)raubt, und zwar gerade so weit, bis die Klauen 6 in völligein Eingriff mit den Klauen 2 stehen (Abb. z und 12). Bei dieser Scl)raubbewegung der Kupplungsmuffe, die sich in die in Abb. 12 eingetragene Umfangskomponunte S und die Axialkomponente V zerlegen läßt, wird auch die nur in axialer Richtung festgehaltene Verriegelungsmuffe 12 in Umfangsrichtung gedrebt und gerade so weit, daß sie bei vollem Eingriff der Klai ion 2 und 6 an der Verriegelungsverzahnung 15 zur Anlage kommt und ein weiteres Verschieben der Kupplungsmuffe verhindert. Damit ist der Freilauf gesperrt, und er wirkt als Kupplung in dieser Übertragungsrichtun'-. Selbsttätig mit dem Zurückgehen der sekundären Drebzahl unter die primäre schraubt sich die Kupplun,-smuffe 5 wieder nach rechts in die in Abb. 9 und io gezeigte Stellung.This describes the mode of operation of the coupling as a pass-through coupling. The mode of operation can now be described as a normal, one-way free-wheel lock. To achieve this free-wheel locking effect, the locking sleeve 12 is shifted into the axial position shown in Fig. 9 to 10. The locking sleeve is in this position only with the narrow ends: z2 of its toothing in the area of the locking toothing 15 - If the shaft i rotates faster than the shaft 2 in the direction indicated by the arrow 9 , it ratchets with its claws 2 the pawls i away, exactly as described with reference to Figs. 3, 4 and 15. When reversing the relative direction of rotation between i and 3, i.e. H. During the overtaking process, the coupling sleeve is robbed to the left by means of the pawls 7 , and precisely so far until the claws 6 are in complete engagement with the claws 2 (Fig. z and 12). During this rough movement of the coupling sleeve, which can be broken down into the circumferential component S and the axial component V shown in Fig. 12, the locking sleeve 12, which is only held in the axial direction, is also rotated in the circumferential direction and just enough so that, with full engagement of the Klai ion 2 and 6 comes to rest on the locking toothing 15 and prevents further displacement of the coupling sleeve. The freewheel is thus blocked and it acts as a clutch in this transmission direction. Automatically when the secondary speed drops below the primary, the coupling sleeve 5 screws itself back to the right in the position shown in Fig. 9 and 10.

Die Verriegelungsmuffe läßt in dieser ihrer Stellung der Kupplungsmuffe also eine begrenzte Bewegungsmöglichkei ' t und hindert sie lediglich am Durchlaufen in die äußerste Linksstellung. Die Kupplung kann in dieser Stellung der Verriegelungsmuffe nur in einer Richtung übertragen.Thus, the locking sleeve can in this their position of the coupling sleeve a limited Bewegungsmöglichkei 't and prevents them from passing through only in the extreme left position. In this position of the locking sleeve, the coupling can only transmit in one direction.

Zur Erzielung einer starren Kupplung mit Kraftübertragungsmöglichkeit in beiden Richtungen wird die Verriegelungsmuff e, wenn sich die Kupplungsmuff e gerade in der vollen Eingriffslage befindet, weiter nach rechts geschoben, derart, daß sie mit dem dicken Teil der Verzahnung in die Verriegelungsverzahnung 15 der Welle 3 eingreift. In dieser verriegelten Stellung kann die Kupplungsmuffe sich weder nach links noch nach rechts verschieben. Die Kupplung kann in beiden Richtungen Kraft übertragen.To achieve a rigid coupling with power transmission in both directions, the locking sleeve e is pushed further to the right when the coupling sleeve e is in the fully engaged position, so that the thick part of the toothing engages the locking toothing 15 of the shaft 3 . In this locked position, the coupling sleeve can neither move to the left nor to the right. The coupling can transmit power in both directions.

Wie in der allgemeinen Beschreibung erwähnt, kann noch die zusätzliche Forderung auftreten, daß die Verriegelungsmuffe in der in Abb. 7 und 8 dargestellten Lage nicht in die Verriegelungsverzahnung der Welle 3 eingeschoben werden kann. Zur Erfüllung dieser Forderung wird gemäß der Erfindung der Verdrehweg auf dem Steilgewinde beim Kupplungsmuffenhub aus der einen Efidstellung in die Mittelstellung, gemessen auf dem Teilkreis, kleiner als die Zalinteilung im Teilkreis, also kleiner als t, ausgebildet. Der Kupplungsmuff enhub sowie die Steigung des Steilgewindes und die Zahnteilung müssen also entsprechend aufeinander abgestellt werden. Die Konstruktionsregel zur Erfüllung der zusätzlichen Forderung ergibt sich aus folgender Überlegung. Es sind dabei die nachstelienden Bezeichnungen gewählt: In der in Abb. io gezeigten Stellung der Kupplungsmuffe muß die Verzahnung der Verriegelungsmuffe zwischen die Zähne der Verriegelungsverzahnung 15 passen. Bei einer Verschiebung der Kupplungsmuff c aus diuser Lage nach links um VL = (b + c) in die in Abb. 6 gezeigte Lage, was nur nach Ausrücken der Verriegelungsmuffe möglich ist, wird die Verriegülungsmuffe in Umfangsrichtung um den Weg verdreht. Nach dieser Verdrehung soll nach der aufgestellten Forderung die Verriegelungsmuffe nicht mehr in der Verriegelungsverzahnung der Welle 3 passen. Diese Forderung wird dann erfüllt, wenn SL - 1 gewählt wird.As mentioned in the general description, nor the additional requirement can occur that the locking sleeve can not be inserted into the locking toothing of the shaft 3 in the in fig. 7 and 8 illustrated position. To meet this requirement, according to the invention, the twisting path on the coarse thread during the coupling sleeve stroke from one position to the middle position, measured on the pitch circle, is smaller than the Zalin division in the pitch circle, i.e. smaller than t. The coupling sleeve enhub as well as the pitch of the high helix thread and the tooth pitch must therefore be matched to one another accordingly. The design rule for fulfilling the additional requirement results from the following consideration. The following terms have been chosen: In the position of the coupling sleeve shown in Fig. 10, the teeth of the locking sleeve must fit between the teeth of the locking teeth 15. When the coupling sleeve c is shifted from the diuse position to the left by VL = (b + c) into the position shown in Fig. 6 , which is only possible after disengaging the locking sleeve, the locking sleeve is circumferentially around the path twisted. After this rotation, the locking sleeve should no longer fit into the locking toothing of the shaft 3 according to the established requirement. This requirement is met if SL - 1 is selected.

Die Cberdeckung der Verriegelungsverzahnungen in der in Abb. 6 gezeigten Stellung ist dann Infolge dieser Cberdeckung ergibt sich in der dritten Stellung der Verriegelungsmuffe, wie sie in Abb. 8 gezeigt ist, ein Spiel zwischen der Verzahnung an der Verriegelungsn-,uffe und an der Welle 3. Dieses Spiel ist genau so groß wie die Überdeckung.The cover of the locking teeth in the position shown in Fig. 6 is then As a result of this cover, there is in the third position of the locking sleeve, as shown in Fig. 8 , a play between the teeth on the locking, uffe and on the shaft 3. This play is exactly as large as the overlap.

Bei der in Abb. 16 bis 2o in verschiedenen Lagen in einer Abwicklung der Verzahnung dargestellten Ausführung ist die Verriegelungsmuffe 12 über die schmalen Verzahnungsenden 22 hinaus zunächst um ein unverzahntes Stück 23 von der Länge der Verriegelungsverzahnung 15 plus dem doppelten Spiel zwischen den Verriegelungsverzahnungen in der eingriffslosen Stellung (b + 2 C) verlängert, ferner -um ein der Zahnbreite b entsprechendes Stück, das mit den Zähnen 24 versehen ist. Die Zähne 24 sind gegenüber den Zähnen 22 um die Zahnverteilung t versetzt. An die Zähne 24 schließt sich noch ein weiteres Stück mit den Zähnen 25 an, die #vieder die dreifache Zahnstärke haben.In the version shown in Fig. 16 to 2o in different positions in a development of the toothing, the locking sleeve 12 is initially beyond the narrow toothing ends 22 by a toothless piece 23 of the length of the locking toothing 15 plus double the play between the locking toothing in the non-engaging one Position (b + 2 C) extended, furthermore by a piece corresponding to the tooth width b , which is provided with the teeth 24. The teeth 24 are offset from the teeth 22 by the tooth distribution t. The teeth 24 are followed by another piece with the teeth 25 , which have three times the tooth thickness.

In der iii Abb. 16, 17 und 18 gezeigten Axialstellung der Verriegelungsmuffe arbeitet die Kupplung genau wie die in Abb. 3 bis 15 gezeigte Ausführung in den in Abb. io bzw. 12 und 6 gezeigten Stellungen. Abb. 17 zeigt die Kupplungsmuffe und die Verriegelungsmuffe in der Freilaufstellung und Abb. 17 in der Gesperrestellung für die eine Drehrichtung und Abb. 18 die Kupplungsmuffe in der 'Mittelstellung und die Verriegelungsmuffe iii der Durchlaufstellung. Durch Verschiebung der Verriegelungsmuffe 12 nach links um einen der Zahnbreite b entsprechenden Betrag, wie dies in Abb. ig und 20 dargestellt ist, ist die Kupplung in ein Freilaufgesperre für die andere Drehrichtung zu verwandeln. Abb. ig zeigt die Kupplungsmuffe 5 in der Freilaufstellung und Abb. 2o in der Gesperrestellung. In flür Gesperrestellung verhindern die Zähne 24 durch da,# Anliegen an den Verriegelungszähnen 15 ein weitcres \7erschrauben der Kupplungsmuffe.In the axial position of the locking sleeve shown in Figs. 16, 17 and 18, the coupling works exactly like the embodiment shown in Figs. 3 to 15 in the positions shown in Fig. 10 or 12 and 6. Fig. 17 shows the coupling sleeve and the locking sleeve in the free-wheeling position and Fig. 17 in the locking position for one direction of rotation and Fig. 18 the coupling sleeve in the middle position and the locking sleeve in the pass-through position. By shifting the locking sleeve 12 to the left by an amount corresponding to the tooth width b , as shown in Figs. Ig and 20, the clutch can be converted into a freewheel lock for the other direction of rotation. Fig. Ig shows the coupling sleeve 5 in the free-wheeling position and Fig. 2o in the locked position. In Flür Gesperrestellung the teeth 24 prevent through there, # concern to the locking teeth 15 a weitcres \ 7erschrauben the coupling sleeve.

Purch die weitere Verzahnung 25 ist es möglich, die #'erriell,',elungsruuffe durch eine weitere Verschiebung nach links auch von dieser Freilaufgesperre stellung aus unmittelbar in eine starre Verriegelungsstellung zu bringen, in der die Kupplung genau wiePurch the further toothing 25 it is possible to bring the # 'erriell,', elungsruuffe by a further shift to the left from this free-wheel locking position directly into a rigid locking position in which the clutch is exactly like

Claims

PATENT CLAIMS: i. Claw freewheel clutch, in particular for motor vehicles, with a claw rim arranged on one shaft and a coupling sleeve and pawl connection between the two and a pawl connection between the two and a pawl connection, which is mounted displaceably on a steep thread of the other shaft, and a stop to limit the screwing movement of the coupling sleeve, characterized in that, in addition to the on one side of one of the coupling claw rims arranged driver pawls and on the other side arranged ratchet wreath with oppositely gcrichteten pawls is provided and that the stop to limit the screwing movement of the coupling sleeve is adjustable, such that the coupling sleeve (5) depending on the position of the Stop from the first free-wheeling position can only reach the transfer position or beyond into the second free-wheeling position.

2. claw-way clutch according to claim i, characterized in 'that the stop is designed adjustable in the axial direction. 3. Claw freewheel clutch according to claim i, characterized by a stop (16) which can be pushed in in the radial direction in the path of the coupling sleeve (5). 4. Claw freewheel clutch according to claims i to 3, characterized by a locking toothing known per se (ii or 15) on the coupling sleeve and the shaft (3) carrying it with locking sleeve (12) for locking the coupling sleeve in the transmission position (Fig. I ). 5. Claw freewheel clutch according to claim i with a controllable, axially displaceably mounted on a locking toothing of the coupling sleeve and for engagement in a locking toothing on the shaft carrying the coupling sleeve serving locking sleeve, characterized in that the locking sleeve (12) in addition to its neutral position and its locking position Has intermediate position in which it allows the coupling sleeve (5) to move unhindered from the locked position to the free-wheeling position and vice versa, but prevents it from passing (from the free-wheeling position) beyond the locked position (Fig.3ff.). 6. claw freewheel clutch according to claim 5, characterized in that the locking toothing (ii or 15) on the coupling sleeve (5) and on the shaft carrying the sleeve (3) is designed such that every second tooth is missing, while the toothing of the Locking sleeve (13) lacks every second gap over part of its length, and that the teeth of the locking sleeve can transmit force in both directions at its locking toothing on the shaft when the locking sleeve is in the right end position. facing end are formed on a length (22) corresponding to their stroke from the neutral position to the central position with normal tooth thickness (t1,), in such a way that the gap width is equal to three times the tooth thickness over this length (Fig. 3 ff .) - 7. Claw freewheel clutch according to claims 5 and 6, characterized in that the pitch of the coarse thread, the tooth pitch and the coupling sleeve stroke are selected so that the torsional path of the coupling sleeve, measured on the pitch circle, is smaller than that when it moves from one end position to the middle position Tooth pitch (Fig. 3ff.). 8. Claw freewheel clutch according to claim i, characterized in that the adjustable stop has a further position in which it can only get the coupling sleeve from the second free-wheeling position into the transmission position (Fig. I shown in dashed lines, Fig. 16ff.). G. Claw clutch according to claims i to 3 and 8, characterized by two or two sets of locking bolts which can be pushed radially into the path of the coupling sleeve. ok Claw freewheel clutch according to claims i and 5 to 8, characterized in that the locking sleeve (12), in addition to the positions specified in claim 5 (neutral position, locking position and intermediate position for freewheel locking effect in one direction of rotation), has a further intermediate position for the freewheel locking effect in the other direction of rotation. ii. Claw freewheel clutch according to claim 10, characterized in that the locking sleeve has a second locking position following the second freewheel locking position. 12. Claw freewheel clutch according to claims io and ii, characterized in that the locking sleeve adjoins the toothing (12) with a single tooth thickness and three times the gap width a toothless piece (23) of length b + 2 C and then a toothed piece (24 ) with a single tooth thickness and three times the gap width, these narrow teeth being offset with respect to the teeth used for the other free-wheel locking effect uni the tooth pitch (t). 13. Claw freewheel clutch according to claim 12, characterized in that the locking sleeve then has a toothing (25) with three times the tooth thickness and a single gap width on the shaft corresponding to the length of the locking toothing (15) following the toothing for the second free-wheel locking effect. References: U.S. Patent No. 1,862,188.