<Desc/Clms Page number 1>
Drehkupplung zwischen zwei oder mehreren zusammen rotierenden Teilen.
Die Erfindung betrifft die Verbindung zweier oder mehrerer, vorzugsweise koaxialer Teile miteinander, die sich gemeinsam drehen sollen, wobei die Drehachse mit einem oder mehreren gezahnten oder aufgerauhten Zonen versehen ist und die Naben der auf ihr zu befestigenden Teile, wie Radscheiben, Kurbeln u. dgl., als Gegenstück dazu ausgebildet sind.
Bei solchen Verbindungen ist oft der Druck auf die kraftübertragenden Flächen beträchtlich und sehr veränderlich, besonders wenn die radiale Ausdehnung von der Drehachse aus nicht gross und die Neigung der Flächen gegen die treibende Umfangskraft nur gering oder das F1ächenausmass beschränkt ist. Bei Verbindungen, die oft auseinandergenommen werden, ist es schwer, ein Gleiten oder ein anderes Bewegungsspiel zu vermeiden, und dies muss im allgemeinen Loekersein oder Spiel in der Verbindung verursachen, das-einmal vorhanden-rasch ärger wird, weil auch noch ein kinetischer Effekt zu dem statischen Druck hinzutritt, besonders dann, wenn die Richtung der treibenden Kräfte oft umgekehlt wird.
Gegenstand der Erfindung ist es, in einfacher und billiger Art Mittel vorzusehen, die die erwähnten Übelstände verhüten und eine innige Berührung zwischen den kraftübertragenden Flächen gewährleisten.
Die Erfindung besteht darin, dass die auf der Drehachse zu befestigenden Teile, wie Radscheiben.
Kurbeln u. dgl., gegenseitig durch parallel zur Drehachse in sich verjüngende und in der Drehrichtung versetzte Öffnungen der Radscheiben u. dgl. eingesetzte, sich verjüngende oder keilförmige Glieder, wie Schraubbolzenod. dgl., verbunden werden und die Verdrehung der zu kuppelnden Teile und ihre dadurch bewirkte Befestigung auf der Drehachse durch Anziehen der Schraubbolzen erfolgt.
Gemäss der Erfindung können auch die konischen oder keilförmigen Kupplungsbolzen mit einem Ansatz versehen sein, der zur Befestigung weiterer Teile, beispielsweise der Speichen eines Rades. benutzt wird.
In den Zeichnungen zeigt Fig. 1 als Ausführungsbeispiel gemäss der Erfindung eine Fahrzeugradanordnung in Verbindung mit einem Achsenflansch. Fig. 2 zeigt eine abgeänderte Ausführungsform nach der Erfindung in Anwendung auf eine Fahrzeugradanordnung. Fig. 3 ist eine Vorderansicht der Öffnungen in den Scheiben der Fig. 3. Fig. 4 und 5 veranschaulichen beispielsweise die Anwendung der Erfindung auf die Verbindung einer Tretkurbel und eines Kettenrades mit der Kurbelachse eines Fahrrades od. dgl. Die Fig. 6-8 zeigen eine andere Ausführungsform des Verbindungsbolzens, die Fig. 9-11 ein Ausführungsbeispiel des Bolzens mit quadratischem und die Fig. 12-14 mit rechteckigem Querschnitt.
In der einfachen Ausführungsform gemäss der Erfindung ist eine zentrale Welle od. dgl. auf einer zylindrischen Zone etwas grösseren Durchmessers mit einer Reihe von Furchen und Rippen versehen, deren Querschnitt in der Form einem gewöhnlichen Whitworth-V-Gewinde ähnlich ist. Ein Paar äusserer Teile in der Gestalt flacher Kreisseheiben (die den zentralen Teil eines Rades oder eines Rades oder eines andern an der Welle anzubringenden Organs darstellen mögen), sind mit zentralen, dem Querschnitt der gerippten Zone der Welle entsprechenden Öffnungen versehen, so dass sie auf ihr in axialer Richtung leicht gleiten können.
In gleichen radialen Abständen auf einander gegenüberliegenden Seiten von den Zentren sind die Scheiben mit Öffnungen für die Aufnahme sich verjüngender, durch die beiden Scheiben hindurchgehender Bolzen oder Dübel versehen, aber die Öffnungen der einen Scheibe sind alle längs des Umfanges in derselben Richtung ein wenig gegen die der andern Scheibe versetzt. Das Ausmass der Versetzung kann etwa 2 im Winkelmass betragen, es muss aber jedenfalls genügend gross sein, um eine Winkelverschiebung der einen Scheibe gegen die andere zu ergeben, wenn die beiden Scheiben in axialer Richtung durch in die Öffnungen passende, sich verjüngende Bolzen fest zusammengezogen werden, deren Muttern mit Unterlagscheiben auf einer Aussenfläche einer der beiden Scheiben aufruhen.
Die relative Winkelverschiebung bewirkt, dass eine der beiden Scheiben fest an die eine Flanke der Zähne des gerippten oder gezahnten Teiles und die andere Scheibe fest an die gegenüberliegende Flanke gepresst wird, so dass ein Spiel in der Drehrichtung in der Kopplung vollkommen beseitigt ist, die so geeignet ist, eine Drehantriebverbindung in der Richtung des Uhrzeigers oder in der entgegengesetzten zu bilden, ohne jede Möglichkeit eines Rütteln oder Spieles, das eine rasche Abnutzung des gezahnten Teiles und der mit diesem zusammenwirkenden Öffnungen der Scheiben zur Folge hätte.
Wo die axiale Lage von zwei oder mehr Teilen oder Scheiben auf einem zentralen gerippten Teil von Wichtigkeit ist, können die zwei Teile oder Scheiben mittels eines Spaltringes, eines mehrteiligen Ringes oder eines sonstigen sich ausdehnenden und zusammenziehenden Ringes, zweckmässig kreisförmigen Querschnittes, festgestellt werden. Die gezahnte Zone des zentralen Teils wird an der geeigneten Stelle mit einer Nut versehen, die, um eine Schwächung dieses Teils zu vermeiden, nur so tief zu sein braucht, wie der Boden der Zahnung.
In diese Nut kann ein Spaltring eingelassen oder ein aus mehreren Teilen bestehender Ring oder eine andere ausdehnbare Vorrichtung eingesetzt werden und diese durch
<Desc/Clms Page number 2>
die aneinanderliegenden Kanten der zentralen Öffnungen in den zwei Teilen niedergehalten werden, zu welchem Zwecke diese Öffnungen mit abgeschrägten, abgerundeten oder ähnlich gestalteten Kanten versehen sind, so dass das Zusammenziehen der Zeile über den Ring od. dgl. diesen in der Nut festhält und alle Teile in axialer Richtung endgültig feststellt.
In dem Ausführungsbeispiel der Fig. 1 ist ein kurzes Achsenende a. das in einer Rollen-oder ähnlichen Lagereinriehtung gelagert ist, mit einer gezahnten oder ähnlich ausgestalteten Zone al, a2 versehen, in deren Mitte sich eine Nut mit halbkreisförmigem Querschnitt befindet. Ein Spaltring oder ein aus mehreren Teilen bestehender Ring b aus Material kreisförmigen Querschnitts fasst in die Nut a3, so dass seine eine Hälfte unterhalb der Rippengrate liegt und seine andere über sie als ein halbkreisförmiger Kragen hinausragt.
Der geschlitzte Ring b bildet ein Feststellmittel für zwei Scheiben oder ähnliche Flanschenteile c. cl, die zweckmässig aus Material gleicher Stärke gepresst und jeder mit einem zentralen Ansatz C2, C3 versehen sind, deren Innenflächen dem Querschnitt und der Länge der gezahnten Zonen al. a2 entsprechend ausgebildet sind.
Die zwei Scheiben sind an ihren aneinanderliegenden Flächen bei e4. e5 mit abgeschrägten oder abgerundeten, die zentralen Öffnungen umschliessenden Kanten versehen, die auf jeder Seite auf den in der Nut a3 sitzenden Ring b passen, so dass beim Zusammenziehen der zwei Scheiben mittels Bolzen d od. dgl. der Ring fest in der Nut gehalten wird und ein wirksames Einstellmittel für die Scheiben bildet.
Die Öffnungen in den Scheiben für die Verbindungsbolzen d derselben sind verjüngt und, wie
EMI2.1
einanderpressen der zwei Scheiben durch Anziehen der Muttern d1 die einander entsprechenden gezahnten Zonen der Scheibenansätze C2. C3 und der Welle al, a2 auf entgegengesetzten Seiten fest gegeneinandergepresst werden und eine starre Verbindung für den Antrieb in jeder Richtung ohne Spiel in der Drehrichtung bilden.
Die die Scheiben zusammenhaltenden Bolzen cl sind in Fig. 1 doppelseitig dargestellt mit einem zentralen fassförmigen Teil, der von der Mitte von einem grössten Durchmesser nach beiden Seiten hin auf einen kleineren Durchmesser abnimmt, an die die mit Gewinden versehenen Enden des Bolzens anschliessen. Eine dieser abnehmenden Seiten d2 wirkt mit den um ein geringes gegeneinander versetzten Löchern in den Scheiben c, cl, wie bereits beschrieben, zusammen und die andere, d3. springt zusammen mit ihrem anliegenden Gewindeende von der Aussenfläche der äusseren Scheibe c vor und bildet in dem dargestellten Ausführungsbeispiel das Befestigungsmittel für ein Fahrzeugradgefüge.
Drei oder mehr der obenerwähnten Verbindungsbolzen cl können in gleichen Abständen längs des Umfanges der zwei Scheiben c, cl angeordnet sein, welche letztere zusammengezogen einen festen Flansch auf der Welle bilden. Die vorspringenden Teile der Bolzen können zur Befestigung anderer Teile, z. B. der Speichen eines Rades, dienen.
In Fig. 2 sind die gerippten Zonen a4, a5 durch eine breite Nut a ; s getrennt, in der ein flacher Ring bl sitzt, der geschlitzt sein oder aus zwei oder mehr Teilen bestehen kann. Die Scheiben sind in diesem Fall gewölbt oder mit einer Vertiefung versehen, um seitliehe Festigkeit zu ergeben, und mit von innen nach aussen abnehmender Materialstärke hergestellt. Die volle Materialstärke ist für die Ansätze oder Büchsen e2, e3 verwendet, deren Innenfläche den gerippten Zonen a4, a5 entsprechend ausgebildet ist, wie es schon bei Fig. 1 beschrieben worden ist.
Von den Büchsen c, c3 an nimmt die Materialstälke über die gewölbten Zonen e4, e5 ab, bis sie ihren geringsten Wert in den flachen äusseren Teilen e6, e7 des Flansches erreicht.
In dieser Ausführungsform sind doppelseitige Bolzen oder Dübel 1 verwendet. die im allgemeinen den Bolzen d der Fig. 1 gleich sind. Der verjüngte Teil/ passt in die gegeneinander versetzten Öffnungen e, e9 der Scheiben, wie es deutlicher aus Fig. 3 zu ersehen ist. Die Abmessungen der Löcher und des verjüngten Bolzenteiles und das Ausmass der Versetzung der Löcher in den zwei Scheiben sind so gewählt, dass sich ein Spielraum bei beiden Scheiben in radialer Richtung ergibt, längs des Umfanges aber bei der einen Scheibe in der einen und bei der andern in der entgegengesetzten Richtung.
Die Fig. 4 und 5 zeigen eine Fahrradtretkurbel g, die mit einem Flansch gl versehen ist, der eine der zwei Scheiben bildet, und mit einer gerippten Öffnung dz die einem gerippten zylindrischen vorsprin-
EMI2.2
Kugellauf und der gerippten Zone versehen, gegen den das Kettenrad j anliegt, dessen zentraler Teil j1 die andere Scheibe der Kopplung bildet und mit einem Ansatz j2 versehen ist, dessen gerippte Öffnung j3 ebenfalls dem gerippten Vorsprung hl der Kurbelachse entspricht.
Längs des Umfanges der Teile j1 und sind, wie bereits beschrieben, gegeneinander versetzte, sich erweiternde Löcher angeordnet und in diese sind konische oder verjüngte keilartige Glieder k eingesetzt, deren Enden mit Gewinden kl und Muttern k2 versehen sind, mittels derer sie fest in die längs des Umfanges gegeneinander versetzten Löcher hineingezogen werden und bewirken, dass das Kettenrad und die Kurbel fest gegen entgegengesetzte Seiten der Rippen oder Zähne auf den Teil h1 gepresst werden und eine Antriebverbindung bilden, die frei ist von jedem Spiel in der Drehrichtung.
Die Keilbolzen oder-dübel können wahre konische Gestalt haben, mit der sie, ebenso wie die Löeher für sie. leicht herzustellen sind. Eine solche Form aber gibt eine etwas beschränkte Berührungs-
<Desc/Clms Page number 3>
fläche, und in manchen Fällen mag es erwünscht sein, flachseitige Keilbolzen zu verwenden, die eine grössere Berührungsfläche bei gegebener Bolzengrösse bieten.
Die Verbindungsbolzen können durch Langlöcher in den Scheiben hindurchgehen oder durch Kreislöeher, deren Durchmesser gross genug ist, um die gewünschte Einstellung durch Verdrehung zuzu- lassen, wenn die sich verjüngenden Glieder festgezogen und die Scheiben od. dgl. Teile in innige Berührung mit den Flanken der Rippen oder Zähne des zentralen Teiles gebracht werden, um einen Antrieb in beiden Richtungen ohne Spiel zu ergeben.
Die Fig. 6-14 zeigen einige Ausführungsformen von Verbindungs-oder Keilbolzen gemäss der Erfindung. In den Fig. 6-8 ist ein konischer Bolzen 1 mit abgeflachten parallelen Seiten 11 dargestellt. Fig. 6 ist ein Schnitt in einer Tangentialebene an den Bolzenkreis, der zeigt, dass die eine der Scheiben ni, 1 Spielraum auf der einen Seite und die andere auf der entgegengesetzten Seite hat. Fig. 8 zeigt das dem Gewindeteile2 des Bolzens gegenüberliegende Bolzenende, und in Fig. 7 ist im Schnitt durch das dünnere Ende des Keilbolzen ersichtlich, dass die Seiten 11 im wesentlichen passend sitzen oder nur sehr wenig Spielraum haben, während in der hiezu senkrechten Richtung an einander gegenüberliegenden Seiten in den beiden Scheiben der entsprechende Spielraum vorhanden ist.
Die Fig. 9-11 zeigen einen Keilbolzen n mit quadratischem Querschnitt, der sich nach beiden Richtungen verjüngt. In der Umfangsrichtung ist voller Spielraum auf entgegengesetzten Seiten in den zwei Scheiben m, m1 vorgesehen, während in radialer Richtung nur ein halb so grosser Spielraum in den Löchern an den Seiten n1 des Bolzens vorhanden ist.
In den Fig. 12-14 ist ein rechteckiger Keilbolzen 0 dargestellt mit zwei Keilseite 02 und zwei parallelen Seiten 01, der an den Seiten 02 auf der einen Seite Spielraum in der Scheibe m und auf der andern Spielraum in der Scheibe m hat, während seine Seiten 01 in den Scheiben leicht gleitend passen können.
PATENT-ANSPRUCHE :
1. Drehkupplung zwischen zwei oder mehreren zusammen rotierenden Teilen, wobei die Drehachse mit einem oder mehreren gezahnten oder aufgerauhten Zonen versehen ist und die Naben der auf ihr zu befestigenden Teile, wie Radscheiben, Kurbeln od. dgl., als Gegenstück dazu ausgebildet sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Radscheiben, Kurbeln u. dgl. gegenseitig durch parallel zur Drehachse in sich verjüngende und in der Drehrichtung versetzte Öffnungen der Radscheiben u. dgl. eingesetzte, sich ver- jüngende oder keilförmige Glieder, wie Schraubenbolzen od. dgl., verbunden werden und die Verdrehung der zu kuppelnden Teile und ihre dadurch bewirkte Befestigung auf der Drehachse durch Anziehen der Schraubbolzen erfolgt.