DE1224621B

DE1224621B - Freewheel, especially for transfer cases of motor vehicles

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.Freewheel, especially for transfer cases of motor vehicles The invention relates to a freewheel, in particular for transfer cases of motor vehicles, whose output shaft leading to the rear wheel drive shaft is somewhat in normal operation has a lower speed than the output shaft leading to the front wheel drive shaft, in which a locking body in normal operation by braking members in its free-wheeling position is held between two freewheel rings.

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.In the known freewheels of this type, the locking body is through Braking members fixed to the housing are braked and held in its free-wheeling position. Here is the relative speed between the braking members and the locking body very high, which results in considerable wear and tear and also heat generation.

Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde.. einen Freilauf der eingangs genannten Art zu schaffen, bei dem dieser Nachteil weitgehend vermieden ist.In contrast, the invention is based on the object ... a freewheel to create of the type mentioned, in which this disadvantage largely avoided is.

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.The invention is accordingly to be seen in the fact that the braking members in an annular body are arranged, which by a drive gear by a small Is driven more slowly than the slower running freewheel ring. It is here it is advantageous if the ring body has external teeth, the pitch circle of which is larger than that of the gear connected to the slower running freewheel ring and when each braking member is spring loaded and on an outer surface acts on the locking body, which at the same time forms the support surface for the ring body.

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.This results in the relative movement between the brake members and the outer surface connected to the locking body is very small. Wear and heat generation are therefore so small that difficulties no longer arise.

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.According to a further feature of the invention, the locking body is as axially displaceable ring formed with the one freewheel ring by itself known conical frictional engagement surfaces and with the other freewheel ring by likewise known axially acting sinusoidal run-up tracks interacts.

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.With a freewheel, in which the locking by a double-acting Clamping roller freewheel with brakable roller cage takes place, it is advantageous if the locking body has two mirror-inverted support surfaces for each role with which it engages between the rollers and on the inner freewheel ring next to the blocking areas arranged on this, if necessary with the interposition a roller bearing is mounted. It is advantageous if the blocking surfaces and the support surfaces are designed as circular involute surfaces in a manner known per se are, whereby a cheap production is possible.

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. The invention is explained in more detail below with reference to the exemplary embodiments shown in the drawings. It shows F i g. 1 shows a longitudinal section through a first embodiment in the rest position, FIG. 2 shows the section along line 2-2 in FIG. 1 in progress, F i g. 3 shows the longitudinal section through a second embodiment and FIG. 4 shows the section along line 4-4 in FIG . 3. In the embodiment according to FIGS. 1 and 2, a gearwheel 10 is fixedly arranged in a manner not shown on an output shaft 40 leading to the rear wheel drive shaft, which output shaft meshes with a drive gearwheel 45. The gear wheel 10 has an internal toothing 11 which engages in an external toothing provided on an inner freewheel ring 12. The inner freewheel ring 12 is supported by means of bearings 1.3 and 14 on an end journal 16 of an output shaft 15 leading to the front wheel drive shaft. The output shaft 15 is in turn connected to an outer freewheel ring 18 via a toothing 17 . The output shaft 40 normally rotates somewhat more slowly than the output shaft 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.The outer freewheel ring 18 is rotatably mounted on the inner freewheel ring 12 by means of a collar 19 , but is axially immovable, and has an inner conical frictional connection surface 20. Between the two freewheel rings 12 and 18 , a locking body 21 is arranged, which is provided on its outer circumference with a likewise conical frictional connection surface 22 for cooperation with the conical frictional connection surface 20 on the outer freewheel ring 18. On the inner circumference of the locking body 21, sinusoidal run-up tracks 23 are arranged on the front side (FIG. 2), which cooperate with corresponding sinus-shaped run-up tracks 23 ″ on the inner freewheel ring 12.

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.On the locking body 21 there is also a lateral collar 24, on the outer surface 25 of which an annular body 26 is arranged, which receives a plurality of braking members 27. These are holes - of the annular body 26, and are held by a respective spring 28 in constant frictional engagement with the outer surface 25th The outer surface 25 thus simultaneously serves as a support surface for the ring body 26 and as a friction surface for engaging the braking members 27. The ring body 26 is provided with external teeth 29 . This meshes with a arranged on a part 30 of the drive gear 45 internal teeth, wherein the pitch circle 31 of the two gears has a greater diameter than the pitch circle 32 of the gear 10. Thereby, the ring body runs 26 slightly slower than the inner Freilaufrino, 12. The mode of operation this freewheel is as follows: the locking body 21 is decelerated by the brake members 27 with respect to the inner freewheel ring 12 when starting. Since the speed difference between the brake members and the locking body is very small, the wear and the heat generation are low. Due to the delay, the locking body 21 is (when rotating in the direction of arrow A) in the position according to FIG. 2 arriving sinusoidal run-up tracks 23 and 23 ' shifted to the left until the conical frictional connection surfaces 22 and 20 lie against one another. However, since in normal operation the outer freewheel ring 18 rotates faster than the locking body 21 carried along by the inner freewheel ring 12, there is no clamping effect. When the two conical frictional connection surfaces 20 and 22 are placed against one another, the locking body 21 is carried along by the outer freewheel ring 18 , as a result of which the sinusoidal run-on tracks 23 and 23 'are brought out of action. As long as the outer freewheel ring 18 is reduced by the intended small amount, e.g. B. of 2 %, rotates faster than the inner freewheel ring 12, there is freewheeling.

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.If the rear axle connected to the gear wheel 10 and the inner freewheel ring 12 slips, the inner freewheel ring 12 rotates faster than the outer freewheel ring 18 the locking body 21 is moved further to the left and thus the conical frictional engagement surfaces 20 and 22 are pressed against one another in a force-locking manner. The freewheel is only blocked. This mode of operation is the same for forward and reverse travel.

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.In the embodiment according to FIGS. 3 and 4, a plurality of rollers 35 are arranged between an outer freewheel ring 33 and an inner freewheel ring 34. On the inner freewheel ring 34, locking surfaces 36 and 36 ′ , which are symmetrical to one another and are designed as involute circular surfaces, are assigned to each roller 35. The inner freewheel ring 34 is connected via an internal toothing 11 ' to a gear 10' which meshes with a drive gear 45 '. Tooth-like protrusions engage between the rollers 35. cracks 38 of a locking body 37 . The tooth-like projections 38 have support surfaces 39 and 39 which are mirror images of one another. 39 ' #uf, which in turn are designed as circular involutes. The tooth-like projections 38 are arranged on one side of the locking body 37 . Is located at the other side an outer surface 25 ', on which is arranged in an annular body 26' by a spring 28 '27 loaded brake members' is acting. The ring body 26' of a recess provided at a part 30 'of the drive gear 45' toothing 29 ', the pitch circle 31' of which is larger than the pitch circle 32 'of the gearwheel 10', is driven and thus rotates somewhat more slowly than the inner freewheel ring 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.The mode of operation here is as follows: With normal drive, the locking body 37 is moved by the braking members 27 ' , e.g. B. in the direction of arrow B according to F i g. 4 somewhat delayed compared to the inner freewheel ring 34. Its tooth-like projections 38 therefore hold the rollers 35 in contact with the locking surfaces 36 of the inner freewheel ring 34 by means of their support surfaces 39. As long as the outer freewheel ring 33 moves faster in the direction of arrow B by the amount mentioned, freewheeling prevails. If it is slower than the inner freewheel ring 34, the rollers 35 clen between the locking surfaces 36 and the outer freewheel ring 33 . The freewheel is blocked. Here, too, the mode of operation is the same in the other direction of rotation, only that the support surfaces 39 ' and the locking surfaces 36' come into effect.

Claims

Claims: 1. Freewheel, in particular for transfer cases of motor vehicles whose output shaft leading to the rear wheel drive shaft has a slightly lower speed in normal operation than the output shaft leading to the front wheel drive shaft, in which a locking body is held in its free-wheeling position between two free-wheel rings during normal operation by brake members, d a - characterized in that the braking members (27 or 27 ') are arranged in an annular body (26 or 26) which is driven by a drive gear (45 or 45') slower by a small amount than the slower running freewheel ring (12 and 34).

2. Freewheel according to claim 1, characterized in that the annular body (26 or 26 ') has an external toothing (29 or 29) whose pitch circle (31 or 31') is larger than that of the freewheel ring with the slower running ( 12 or 34) connected gear (10 or 10 ') and that each brake member (27 or 27') is loaded by a spring (28 or 28) and on an outer surface (25 or 25-) on the locking body ( 21 or 37) acts, which at the same time forms the support surface for the ring body (26 or 26) . 3. Freewheel according to one of claims 1 or 2, characterized in that the locking body (21) is designed as an axially displaceable ring, which with the one freewheel ring (18) by known conical frictional engagement surfaces (20 and 22) and with the other Freewheel ring (12) cooperates by axially acting sinusoidal run-up tracks (23 and 23 '), which are also known per se. 4. Freewheel according to one of claims 1 or 2, in which the blocking takes place by a double-acting clamping roller freewheel with a brakable roller cage, characterized in that the locking body (37) for each roller (35) has two mirror-inverted support surfaces (39 and 39 ') with which it engages between the rollers (35) and is mounted on the inner freewheel ring (34) next to the locking surfaces (36 and 36 ') arranged thereon, optionally with the interposition of a roller bearing. 5. Freewheel according to claim 4, characterized in that the locking surfaces (36, 36 ') and the supporting surfaces (39, 39') are designed in a manner known per se as circular involute surfaces. Considered publications: German Patent Specifications No. 1 064 822, 892 275; German Auslegeschriften Nos. 1053 947, 1030 200; Austrian patent specification No. 177 322.