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In Einrückstellung verriegelbare Freilauf-Zahnkupplung Die Erfindung
betrifft eine in Einrückstellung verriegelbare Freilauf-Zahnkupplung mit einem auf
einer Kupplungshälfte beschränkt verschraubbaren und durch einen Bolzen verriegelbaren
Zwischenglied mit Zahnkranz und Einrückklinken od. dgl., bei der dieser Bolzen durch
eine axial verschiebbare Verriegelungsmuffe betätigt wird. Die Erfindung ist besonders
als Grundform einer umkehrbaren Freilaufkupplung oder einer Doppel-Freilaufkupplung
für Wechselgetriebe geeignet.
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Derartige Kupplungen sind bekannt; die bekannten Kupplungen dieser
Art sind aber verhältnismäßig teuer, da sie nicht nur die Herstellung und Bearbeitung
der verschiedenen Verriegelungsverzahnungen, sondern auch die Gewährleistung ihrer
genauen gegenseitigen Winkellage erfordern.
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Die Erfindung beseitigt die erheblichen Nachteile, indem sie eine
einfache und billige Verriegelungsvorrichtung für solche Kupplungen schafft.
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Erfindungsgemäß ist ein Bolzen in einer vorzugsweise radialen Bohrung
einer zwischen Zwischenglied und Verriegelungsmuffe eingefügten und mit der das
Zwischenglied tragenden Kupplungshälfte fest verbundenen Hülse od. dgl. geführt,
so daß der
Bolzen mit Hilfe der Verriegelungsmuffe in Aussparungen
od. dgl. des Zwischengliedes hineingedrückt werden kann.
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Weitere Einzelheiten der Erfindung sind aus nachstehend an Hand der
Zeichnungen beschriebenen Ausführungsbeispielen zu entnehmen.
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Fig. I zeigt einen Längsschnitt einer Kupplung, welche wahlweise als
in einer Richtung wirkender Freilauf oder als in beiden Drehrichtungen drehmomentübertragende
Kupplung dient; Fig. 2 zeigt einen Längsschnitt durch eine umkehrbare Freilaufkupplung;
Fig. 3 zeigt eine abgewandelte Ausführung eines Verriegelungsbolzens im Schnitt;
Fig. 4 bis 7 zeigen Längsschnitte durch einen in ein Zweiganggetriebe eingebaute
Doppel-Freilaufkupplung, wobei die vier Figuren vier verschiedene Getriebestellungen
zeigen.
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In Fig. I ist auf dem Steilgewinde I der Welle 2 eine Schraubmuffe
3 zwischen zwei Endstellungen verschraubbar. In eine Endstellung greift sie mit
einem Zahnkranz 4 in einen Gegenzahnkranz 5 eines anderen Getriebeteils ein und
kann in einer Relativdrehrichtung ein Drehmoment übertragen. Außerdem trägt die
Schraubmuffe Einrückklinken 6, die in der anderen Endstellung (Freilaufstellung)
der Schraubmuffe in den Gegenzahnkranz 5 eingreifen bzw. auf diesem rutschen, um
bei Wechsel der Relativdrehung die Schraubmuffe zwangläufig in die Kuppelstellung
zu führen.
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Um die Schraubmuffe in der Kuppelstellung verriegeln zu können, trägt
die Welle 2 ein festes Zwischenglied 7, das die Schraubmuffe mit einem Hals 8 umfaßt,
und das selbst wieder von einer schalthebelbetätigten Verriegelungsmuffe umfaßt
wird. In einer radialen Bohrung Io des Zwischengliedhalses 8 sitzt ein Bolzen II,
der etwas länger ist als die Bohrung Io und sich daher - je nach Stellung der Verriegelungsmuffe
9 - entweder in eine Aussparung 12 der Schraubmuffe 3 oder in eine Aussparung I2
der Verriegelungsmuffe 9 legen muß. Wird er = bei passender Stellung der Schraubmuffe
- durch axiales Verschieben der Verriegelungsmuffe in die Aussparung 12 der Schraubmuffe
hineingedrückt, wird diese in ihrer Stellung festgehalten und der Freilauf ist ausgeschaltet,
d. h. die Kupplung kann dann ein Drehmoment in beiden Richtungen übertragen.
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Fig. 2 zeigt eine umschaltbare, nicht verriegelbare Freilaufkupplung.
Auf dem Steilgewinde 21 der Welle 22 ist eine Schraubmuffe 23 zwischen zwei Endstellungen
verschraubbar. In einer Mittelstellung greift sie mit einem Zahnkranz 24 in einen
Gegenzahnkranz 25 eines anderen Getriebeteils ein. Die Schraubmuffe trägt beiderseits
des Zahnkranzes 24 je einen Satz Einrückklinken 26 und 26,' die entgegengesetzt
gerichtet sind und in den Endstellungen (Freilaufstellungen) auf dem Gegenzahnkranz
25 rutschen, um bei Wechsel der Relativ-Drehrichtung die Schraubmuffe zwangläufig
in die Mittelstellung zu verschrauben.
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Damit die Schraubmuffe nicht über die Mittelstellung (Kuppelstellung)
hinauslaufen kann, muß sie so verriegelt werden, daß sie aus der Mittelstellung
entweder nur in die eine Endstellung oder nur in die andere Endstellung gelangen
kann. Zu diesem Zweck trägt die Welle 22 ein festes Zwischenglied 27, das die Schraubmuffe
mit einem Hals 28 umfaßt, und das selbst wieder von einer schalthebelbetätigten
Verriegelungsmuffe 29 umfaßt wird. In zwei radialen Bohrungen 30 und 3ö des
Zwischengliedhalses 28 sitzt je ein Bolzen 3I und 3 I', der etwas länger ist als
die Bohrung 30 bzw. 30' und sich daher - je nach Stellung der Verriegelungsmuffe
- entweder in eine Aussparung 32 bzw. 32' der Schraubmuffe 23 oder.in eine Aussparung
33 der Verriegelungsmuffe 29 legen muß. Die Aussparungen 32 und 32' sind -im Gegensatz
zu Fig. I - in axialer Richtung so lang, daß die Schraubmuffe sich - je nachdem,
welcher der beiden Bolzen in eine Schraubmuffenaussparung eingedrückt ist - aus
der Mittelstellung bei Drehmomentwechsel jeweils nur in eine Endstellung verschrauben
kann. Die Ausspanung 33 der Verricgelungsmuffe ist in axialer Richtung nur so lang,
daß in ihr -bei entsprechender Berücksichtigung einer glatten Umschaltung -jeweils
nur einer der Bolzen aufgenommen werden kann. Die Kupplung nach Fig. 2 ist also
eine Freilaufkupplung, die für die beiden Relativ-Drehrichtungen umschaltbar ist.
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Die Bolzen nach Fig. I und 2 sind an den Enden stark abgerundet, damit
sie sich leichter verschieben lassen. Bei dem inneren Ende der Bolzen kann diese
Abrundung unterbleiben, weil die Bolzen nach außen auch durch die Fliehkraft verschoben
werden können. Eine derartige Bolzenform zeigt Fig. 3. Bei entsprechend dünnem Zwischengliedhals
kann als Bolzen auch eine Kugel dienen.
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Bei einer Doppel-Freilaufkupplung nach Fig.4 bis 7 ist auf dem Steilgewinde
41 der Hohlwelle 42 eine Schraubmuffe 43 zwischen zwei Endstellungen verschraubbar.
Mit einem Zahnkranz 44 greift sie in der linken Endstellung in einen Gegenzahnkranz
45, in der rechten Endstellung in einen Gegenzahnkranz 45' von anderen Getriebeteilen
ein. Die Zahnkränze 45 und 45' sind Teile eines Wechselgetriebes. Teil 45 läuft
relativ zu Teil 45' um, wobei das letztere Teil normalerweise fest angeordnet ist.
Die Schraubmuffe trägt beiderseits des Zahnkranzes 44 je einen Satz Einrückklinken
46 und 46', die entgegengesetzt gerichtet sind und in einer Zwischenstellung der
Schraubmuffe; in der ihr Zahnkranz mit keinem Gegenzahnkranz kämmt (Freilaufstellung),
auf den Gegenzahnkränzen 45 und 45' rutschen, um bei Wechsel der Relativdrehrichtung
die Schraubmuffe zwangläufig in eine Endstellung zu verschrauben. Die Welle 42 kann
also im Freilauf jede beliebige Drehzahl zwischen den beiden Drehzahlen der Gegenzahnkränze
haben, wird sofort aber über die Schraubmuffe mit einem Gegenzahnkranz gekuppelt,
so bald sie dessen Drehzahl zu über- bzw. unterschreiten versucht. Die Welle könnte
also ohne zusätzliche Mittel von dem einen Gegenzahnkranz nur Leistung aufnehmen
und an den anderen Gegenzahnkranz nur
Leistung abgeben. Damit in
beiden Richtungen Leistung übertragen werden kann, ist eine Verriegelung vorgesehen.
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Die Welle 4a trägt ein festes Zwischenglied 47, das die Schraubmuffe
43 mit einem Hals 48 umfaßt, und das selbst von einer schaltgabelbetätigten Verriegelungsmuffe
49 umfaßt wird. In zwei Bohrungen 5o und 5o' des Zwischengliedes 48 sitzt je ein
Bolzen 51 und 51', der etwas länger ist als die Bohrung bzw. und sich daher - je
nach Stellung der Verriegelungsmuffe - entweder in eine Aussparung 52 bzw. 52' der
Schraubmuffe 43 oder in eine Aussparung 53 der Verriegelungsmuffe 49 legen muß.
Die Aussparungen in der Schraubmuffe sind nur so groß, daß sie bei eingedrückten
Bolzen eine axiale Bewegung der Schraubmuffe nicht gestatten. Dagegen ist die Aussparung
in der Verriegelungsmuffe in axialer Richtung so lang, daß sie in der in Fig. 5
und 7 gezeigten Stellung beide Bolzen aufnehmen kann, also Freilauf gestattet. In
den. in Fig. 4 und 6 gezeigten Stellungen der Verriegelungsmuffe ist die Schraubmuffe
jeweils mit einem Gegenzahnkranz verriegelt.