DE1224621B

DE1224621B - Freilauf, insbesondere fuer Verteilergetriebe von Kraftfahrzeugen

Info

Publication number: DE1224621B
Application number: DED32088A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Manfred Burckhardt; Walter Luetze
Original assignee: Daimler Benz AG
Current assignee: Daimler Benz AG
Priority date: 1959-12-23
Filing date: 1959-12-23
Publication date: 1966-09-08

Description

Freilauf, insbesondere für Verteilergetriebe von Kraftfahrzeugen Die Erfindung betrifft einen Freilauf, insbesondere für Verteilergetriebe von Kraftfahrzeugen, deren zur Hinterradantriebswelle führende Abtriebswelle im Normalbetrieb eine etwas geringere Drehzahl aufweist als die zur Vorderradantriebswelle führende Abtriebswelle, bei dem ein Sperrkörper bei Normalbetrieb durch Bremsglieder in seiner Freilaufstellung zwischen zwei Freilaufringen gehalten wird.
Bei den bekannten Freiläufen dieser Art wird der Sperrkörper durch gehäusefeste Bremsglieder abgebremst und in seiner Freilaufstellung gehalten. Hierbei ist die Relativgeschwindigkeit zwischen den Bremsgliedern und dem Sperrkörper sehr hoch, was eine erhebliche Abnutzung und auch Wärmeentwicklung zur Folge hat.
Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde.. einen Freilauf der eingangs genannten Art zu schaffen, bei dem dieser Nachteil weitgehend vermieden ist.
Die Erfindung ist demgemäß darin zu sehen, daß die Bremsglieder in einem Ringkörper angeordnet sind, der durch ein Antriebszahnrad um einen geringen Betrag langsamer angetrieben wird als der langsamer laufende Freilaufring. Es ist hierbei vorteilhaft, wenn der Ringkörper eine Außenverzahnung aufweist, deren Teilkreis größer ist als der des mit dem langsamer laufenden Freilaufring verbundenen Zahnrades und wenn jedes Bremsglied durch eine Feder belastet ist und auf eine Außenfläche am Sperrkörper wirkt, die zugleich die Tragfläche für den Ringkörper bildet.
Hierdurch wird die Relativbewegung zwA.schen den Bremsgliedern und der mit dem Sperrkörper verbundenen Außenfläche sehr klein. Abnutzung und Wärmeentwicklung sind daher so gering, daß keine Schwierigkeiten mehr auftreten.
Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung ist der Sperrkörper als axial verschiebbarer Ring ausgebildet, der mit dem einen Freilaufring durch an sich bekannte konische Kraftschlußflächen und mit dem anderen Freilaufring durch ebenfalls an sich bekannte axial wirkende sinusförmige Auflaufbahnen zusammenwirkt.
Bei einem Freilauf, bei dem die Sperrung durch einen doppeltwirkenden Klemmrollenfreilauf mit abbremsbarem Rollenkäfig erfolgt, ist es von Vorteil, wenn der Sperrkörper für jede Rolle zwei spiegelbildlich zueinander liegende Stützflächen aufweist, mit denen er zwischen die Rollen eingreift und auf dem inneren Freilaufring neben den auf diesem angeordneten Sperrflächen, gegebenenfalls unter Zwischenschaltung einer Wälzlagerung, gelagert ist. Hierbei ist es vorteilhaft, wenn die Sperrflächen und die Stützflächen in an sich bekannter Weise als Kreisevolventenflächen ausgebildet sind, wodurch eine billige Herstellung möglich ist.
Die Erfindung wird im folgenden an Hand der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigt F i g. 1 einen Längsschnitt durch eine erste Ausführungsform in Ruhestellung, F i g. 2 den Schnitt nach Linie 2-2 in F i g. 1 in Abwicklung, F i g. 3 den Längsschnitt durch eine zweite Ausführungsform und F i g. 4 den Schnitt gemäß der Linie 4-4 in F i g. 3. Bei der Ausführungsform gemäß den F i g. 1 und 2 ist ein Zahnrad 10 in nicht dargestellter Weise auf einer zur Hinterradantriebswelle führenden Abtriebswelle 40 fest angeordnet, das mit einem Antriebszahnrad 45 kämmt. Das Zahnrad 10 weist eine Innenverzahnung 11 auf, die in eine an einem inneren Freilaufring 12 vorgesehene Außenverzahnung eingreift. Der innere Freilaufring 12 ist mittels Lagern 1.3 und 14 auf einem Endzapfen 16 einer zur Vorderradantriebswelle führenden Abtriebswelle 15 gelagert. Die Abtriebswelle 15 steht ihrerseits über eine Verzahnung 17 mit einem äußeren Freilaufring 18 in Verbindung. Die Abtriebswelle 40 läuft normalerweise etwas langsamer um als die Abtriebswelle 15.
Der äußere Freilaufring 18 ist auf dem inneren Freilaufring 12 mittels- eines Bundes 19 drehbar, aber axial unverschiebbar gelagert und weist eine innenliegende konische Kraftschlußfläche 20 auf. Zwischen den beiden Freilaufringen 12 und 18 ist ein Sperrkörper 21 angeordnet, der an seinem äußeren Umfang mit einer ebenfalls konischen Kraftschlußfläche 22 zum Zusammenwirken mit der konischen Kraftschlußfläche 20 am äußeren Freilaufring 18 versehen ist. Am inneren Umfang des Sperrkörpers 21 sind stirnseitig sinusförmige Auflaufbahnen 23 angeordnet (F i g. 2), die mit entsprechenden sinusförmigen Auflaufbahnen 23" am inneren Freilaufring 12 zusammenwirken.
Am Sperrkörper 21 befindet sich außerdem ein seitlicher Bund 24, auf dessen Außenfläche 25 ein Ringkörper 26 angeordnet ist, der mehrere Bremsglieder 27 aufnimmt. Diese sind in Bohrungen -des Ringkörpers 26 angeordnet und werden durch je eine Feder 28 in ständigem Reibungsschluß mit der Außenfläche 25 gehalten. Die Außenfläche 25 dient somit zugleich als Tragfläche für den Ringkörper 26 und als Reibfläche zum Angriff der Bremsglieder 27. Der Ringkörper 26 ist mit einer Außenverzahnung 29 versehen. Diese kämmt mit einer an einem Teil 30 des Antriebszahnrades 45 angeordneten Innenverzahnung, wobei der Teilkreis 31 dieser beiden Verzahnungen einen größeren Durchmesser aufweist als der Teilkreis 32 des Zahnrades 10. Hierdurch läuft der Ringkörper 26 etwas langsamer um als der innere Freilaufrino, 12. Die Wirkungsweise dieses Freilaufes ist folgende: Der Sperrkörper 21 wird beim Anfahren durch die Bremsglieder 27 gegenüber dem inneren Freilaufring 12 verzögert. Da der Drehzahlunterschied zwischen den Bremsgliedern und dem Sperrkörper sehr klein ist, sind die Abnutzung und die Wärmeentwicklung gering. Auf Grund der Verzögerung wird der Sperrkörper 21 durch die (bei Drehung in Richtung des Pfeiles A) in der Stellung nach F i g. 2 gelangenden sinusförmigen Auflaufbahnen 23 und 23' so lange nach links verschoben, bis sich die konischen Kraftschlußflächen 22 und 20 aneinander anlegen. Da jedoch im Normalbetrieb der äußere Freilaufring 18 schneller umläuft als der vom inneren Freilaufring 12 mitgenommene Sperrkörper 21, entsteht keine Klemmwirkung. Beim Anlegen der beiden konischen Kraftschlußflächen 20 und 22 aneinander wird nämlich der Sperrkörper 21 von dem äußeren Freüaufring 18 mitgenommen, wodurch die sinusförmigen Auflaufbahnen 23 und 23' außer Wirkstellung gebracht werden. Solange daher der äußere Freilaufring 18 um den vorgesehenen geringen Be--trag, z. B. von 2 %, schneller umläuft als der innere Freilaufring 12, herrscht Freilauf.
Rutscht die mit dem Zahnrad 10 und dem inneren Freilaufring 12 verbundene Hinterachse durch, so läuft der innere Freilaufring 12 schneller um als der äußere Freilaufring 18. Hierdurch werden beim Anlegen der konischen Kraftschlußflächen 20 und 22 aneinander die sinusförnügen Auflaufbahnen in entgegengesetztem Sinn gegeneinander gedreht, wodurch der Sperrkörper 21 noch weiter nach links verschoben und somit die konischen Kraftschlußflächen 20 und 22 kraftschlüssig aneinandergepreßt werden. Der Freilauf ist nurunehr gesperrt. Diese Wirkungsweise ist bei Vorwärts- und Rückwärtsfahrt gleich.
Bei der Ausführungsform nach den F i g. 3 und 4 sind zwischen einem äußeren Freilaufring 33 und einem inneren Freilaufring 34 mehrere Rollen 35 angeordnet. Jeder Rolle 35 sind am inneren Freilaufring 34 symmetrisch zueinander liegende Sperrflächen 36 und 36' zugeordnet, die als Kreisevolventenflächen ausgebildet sind. Der innere Freilaufring 34 ist über eine Innenverzahnung 11' mit einem Zahnrad 10' verbunden, das mit -einem Antriebszahnrad 45' kämmt, Zwischen die Rollen 35 greifen zahnartige Vor-. sprünge 38 eines Sperrkörpers 37 ein. Die zahnartigen Vorsprünge 38 Weisen spiegelbildlich zueinander liegende Stützflächen 39 und. 39' #uf, die wiederum als Kreisevolventen ausgebildet sind. Die zahnartig,en Vorsprünge 38 sind an einer Seite des Sperrkörpers 37 angeordnet. An der anderen Seite befindet sich eine Außenfläche 25', auf die in einem Ringkörper 26" angeordnete, von einer Feder 28' belastete Bremsglieder 27' einwirken. Der Ringkörper 26' wird von einer an einem Teil 30' des Antriebszahnrades 45' vorgesehenen Verzahnung 29', deren Teilkreis 31' erößer ist als der Teilkreis 32' des Zahnrades 10', angetrieben und läuft somit etwas langsamer um als der innere Freilaufring 34.
Die Wirkungsweise ist hierbei folgende: Bei normalem Antrieb wird der Sperrkörper 37 durch die Bremsglieder 27' in seiner Bewegung, z. B. in Richtung des Pfeiles B nach F i g. 4 etwas gegenüber dem inneren Freilaufring 34 verzögert. Seine zahnartigen Vorsprünge 38 halten daher vermittels ihrer Stützflächen 39 die Rollen 35 in Anlage an den Spenflächen 36 des inneren Freilaufringes 34. Solange sich der äußere Freilaufring 33 um den erwäbnten Betrag schneller in Pfeilrichtung B bewegt, herrscht Freilauf. Wird er langsamer als der innere Freilaufring 34, so klenunen sich die Rollen 35 zwischen den Sperriflächen 36 und dem äußeren Freilaufring 33 fest. Der Freilauf ist damit gesperrt. Auch hierbei ist die Wirkungsweise in der anderen Drehrichtung gleich, nur daß dabei die Stützflächen 39' und die Sperrilächen 36' zur Wirkung kommen.

Claims

Patentansprüche: 1. Freilauf, insbesondere für Verteilergetriebe von Kraftfahrzeugen, deren zur Hinterradantriebswelle führende Abtriebswelle im Normalbetrieb eine etwas geringere Drehzahl aufweist als die zur Vorderradantriebswelle führende Abtriebswelle, bei dem ein Sperrkörper bei Normalbetrieb durch Bremsglieder in seiner Freilaufstellung zwischen zwei Freilaufringen gehalten wird, da - durch gekennzeichnet, daß die Bremsglieder(27bzw.27') in einem Ringkörper(26 bzw. 26) angeordnet sind, der durch ein Antriebszahnrad (45 bzw. 45') um einen geringen Betrag langsamer angetrieben wird als der langsamer laufende Freilaufring (12 bzw. 34).
2. Freilauf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ringkörper (26 bzw. 26') eine Außenverzahnung (29 bzw. 29) aufweist, deren Teilkreis (31 bzw. 31') größer ist als der des mit dem langsamer laufenden Freilaufring (12 bzw. 34) verbundenen Zahnrades (10 bzw. lO') und daß jedes Bremsglied (27 bzw. 27') durch eine Feder (28 bzw. 28) belastet ist und auf eine Außenfläche (25 bzw. 25-) am Sperrkörper (21 bzw. 37) wirkt, die zugleich die Tragfläche für den Ringkörper (26 bzw. 26) bildet. 3. Freilauf nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Sperrkörper (21) als axial verschiebbarer Ring ausgebildet ist, der mit dem einen Freilaufring (18) durch an sich bekannte konische Kraftschlußflächen (20 und 22) und mit dem anderen Freilaufring (12) durch ebenfalls an sich bekannte, axial wirkende sinusförmige Auflaufbahnen (23 und 23') zusammen wirkt. 4. Freilauf nach einem der Ansprüche 1 oder 2, bei dem die Sperrung durch einen doppeltwirkenden Klemmrollenfreilauf mit abbremsbarem Rollenkäfig erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß der Sperrkörper (37) für jede Rolle (35) zwei spiegelbildlich zueinander liegende Stützflächen (39 und 39') aufweist, mit denen er zwischen die Rollen (35) eingreift, und auf dem inneren Freilaufring (34) neben den auf diesem anjzeordneten Sperrflächen (36 und 36') gegebenenfalls unter Zwischenschaltung einer Wälzlagerung, gelagert ist. 5. Freilauf nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Spertflächen (36, 36') und die Stützflächen (39, 39') in an sich bekannter Weise als Kreisevolventenflächen ausgebildet sind. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 1064 822, 892 275; deutsche Auslegeschriften Nr. 1053 947, 1030 200; österreichische Patentschrift Nr. 177 322.