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Die Erfindung bezieht sich auf einen Freilauf, vorzugsweise für einen Spulenantrieb, insbesondere in einem Aufnahme- oder Wiedergabegerät, mit einem hinsichtlich seiner Drehrichtung umkehrbaren Antriebsdrehteil und einem koaxial dazu angeordneten Abtriebsdrehteil sowie mit mindestens einem in einem sich in einer ersten Drehrichtung erweiternden, mit einem der beiden Drehteile drehbaren Käfig geführten Kupplungsteil, z. B. Kugel, Klinke od. dgl. der bei Relativdrehung der beiden Drehteile in der zweiten Drehrichtung durch den sich in dieser Richtung verengenden Käfig in Kupplungsstellung bringbar ist, bei Relativdrehung in der ersten Drehrichtung hingegen den Kupplungsteil zum Lösen der Antriebsverbindung freigibt.
Freiläufe werden häufig für Spulenantriebe eingesetzt. Dabei dreht sich beispielsweise die Vorratsspule im Vorlauf durch den Zug des von ihr abgewickelten Materials frei, wogegen sie bei Rücklauf an einen Antrieb angekuppelt ist. Bei der Aufwickelspule hingegen ist die Funktion gerade entgegengesetzt, d. h. sie wird im Vorlauf angetrieben, läuft dagegen im Rücklauf frei mit. Dies bedingt normalerweise, dass die Antriebe der beiden Spulen mit der Umschaltung der Gerätefunktion entsprechend
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Rücklaufeszusätzlich Bremsen für die Spulen vorgesehen sein. Mit Hilfe der bekannten Freiläufe ist diese Funktion nicht gleichzeitig verwirklichbar.
Durch die Erfindung wird ein Freilauf geschaffen, durch den alle Funktionen erfüllt werden, ohne dass es zusätzlicher Kupplungen oder Bremsen bedürfte. Die Erfindung besteht dabei im wesentlichen darin, dass der Kupplungsteil des Freilaufes, z. B. die Kugel oder die Klinke, als radial beweglicher Teil einer Fliehkraftkupplung ausgebildet ist, wobei bei Relativdrehung der beiden Drehteile in der ersten Drehrichtung und Freigabe des Kupplungsteiles zur radialen Bewegung durch den Käfig die Antriebsverbindung nur bei einer Mindestdrehzahl gelöst ist. Dadurch ist es möglich, mit einem Antrieb auszukommen, der lediglich hinsichtlich der Drehrichtung umkehrbar und überdies selbstverständlich auch abstellbar ist. Dies kann beispielsweise durch einen hinsichtlich seiner Drehrichtung umschaltbaren Motor erfolgen.
Einzelheiten der Erfindung ergeben sich an Hand der nachfolgenden Beschreibung von in den
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an Hand dessen die der Erfindung zugrundeliegenden Probleme erläutert werden sollen. Die Fig. 2,2A bzw. 3,3A veranschaulichen Ausführungsformen der Erfindung in jeweils zwei Ansichten.
Gemäss Fig. 1 ist in einem im einzelnen nicht dargestellten Aufnahme- oder Wiedergabegerät ein Antriebsrad --1-- drehbar gelagert. Das Antriebsrad --1--, das beispielsweise am Spulenarm eines Projektors angeordnet sein kann, erhält seinerseits seinen Antrieb über eine Peese --2-- und dreht sich entsprechend der Drehrichtung des Motors des Gerätes entweder im Sinne des Pfeiles --3-- oder im Sinne des Pfeiles --4--. Im Betrieb des Gerätes wird das Antriebsrad --1-- stets in einer der beiden Richtungen-3 oder 4-angetrieben, andernfalls steht es still.
Koaxial zum Antriebsrad --1-- ist eine Antriebswelle --5-- angeordnet, die einen Spulendorn --6-mit einem Mitnehmer --7-- trägt, auf welchen Spulendorn --6-- eine strichpunktiert angedeutete Spule - aufsetzbar ist. Diese Spule --8-- besitzt einen Spulendorn --9--.
Wird nun die oben beschriebene Anordnung mit einem herkömmlichen Freilauf ausgestattet, wie er in Fig. 1 dargestellt ist, so ergibt sich die folgende Funktion. Im Vorlauf des auf die Spule --8-- aufgewickelten Bandes, z. B. Filmes, dreht sich dieselbe in Richtung des strichpunktierten Pfeiles --4a--. Da die Spule --8-- über den Mitnehmer --7-- mit der Antriebswelle --5-- gekuppelt ist, dreht sich auch diese im Sinne des mit vollen Linien eingezeichneten Pfeiles --4a--. Das Antriebsrad-l-trägt an seiner der Abtriebswelle --5-- zugekehrten Innenseite den Käfig --10-- des Freilaufes, der sich in mehreren Segmenten in Drehrichtung des Pfeiles --4-- erweitert bzw. in Drehrichtung des Pfeiles --3-- verengt.
In die einzelnen Segmente des Käfigs --10-- sind Kugeln --11-- als Kupplungsteile zwischen Antriebsrad - -1-- und Abtriebswelle --5-- eingesetzt.
Wenn nun sich die Spule --8-- zum Aufwickeln eines Filmes in Rückwickelriehtung entsprechend dem Pfeile --4-- drehen soll, so muss das Antriebsrad --1-- lediglich in derselben Richtung angetrieben werden, da ja der Zug des Filmes im Sinne des Pfeiles --4a-- wirkt, wodurch die Kugeln --11-- in den verengten Teil des Käfigs --10-- und damit in Kupplungsstellung gelangen, da sie sich zwischen
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Antriebsrad --1-- und Abtriebswelle --5-- verklemmen, wodurch letztere im gleichen Drehsinne mitgenommen wird.
Soll nun aber von der Spule --8-- Film abgewickelt werden, so dass sie sich im Sinne des Pfeiles - dreht, so würde sich auch hier wieder eine Klemmung der Kugel --11-- ergeben. Diese Klemmung ist leicht zu verhindern, wenn das Antriebsrad --1-- im Sinne des Pfeiles --3-- während des Vorlaufes des Filmes mit einer höheren Geschwindigkeit angetrieben wird als die Abtriebswelle --5--. Es könnte auf diese Weise das Entkuppeln der beiden Drehteile --1, 5-- erzielt werden, wobei bei Abschalten des
Antriebes über die Presse --2-- sich gleichzeitig der Vorteil der Abbremsung ergäbe, da dann eine weitere Drehung der Abtriebswelle --5-- im Sinne des Pfeiles --4a-- erneut die Kugeln --11-- in Kupplungsstellung bringt.
Die Schwierigkeit liegt aber darin, dass das Rückwickeln zwar mit konstanter Geschwindigkeit erfolgt, im Vorlauf jedoch mit sich verringertem Wickeldurchmesser auf der Spule --8-die Drehgeschwindigkeit der Abtriebswelle --5-- ständig wächst, bis sie schliesslich zwangsläufig die Antriebsgeschwindigkeit des Antriebsrades --1-- im Sinne des Pfeiles --3-- überschreitet, wodurch dann automatisch Selbsthemmung eintrete. Diese Schwierigkeit liesse sich wohl vermeiden, wenn die Geschwindigkeit im Sinne des Pfeiles --3-- so gewählt würde, dass sie auf alle Fälle die Maximalgeschwindigkeit im Sinne des Pfeiles --4a-- überschreitet, doch soll ja vom gleichen Motor auch die Aufwickelspule angetrieben werden, wobei eine zu hohe Geschwindigkeit zum Zerreissen des Filmes führen würde.
Kuppelt man hingegen zwischen Vorrats-und Aufwickelspule jeweils ein Übersetzungsgetriebe ein, so ist damit gerade der Aufwand wieder erforderlich, den man vermeiden wollte, nämlich eine Kupplung und ein Getriebe.
Die oben geschilderten Probleme werden nun auf einfache Weise durch die Erfindung beseitigt. In den folgenden Figuren sind dabei Teile gleicher Funktion mit denselben Bezugszeichen bezeichnet, wie in Fig. 1. So ist in Fig. 2 das Antriebsrad --1-- mit der Peese --2-- ersichtlich sowie die koaxial dazu gelagerte Abtriebswelle --5--. An Stelle von Kugeln als Kupplungsteil sind in diesem Ausführungsbeispiel Klinken --11a-- verwendet. Diese Klinken --l1a-- sind an mit dem Antriebsrad --1-- verbundenen Lagerzapfen --12-- gelagert. Jede Klinke ist von einer Schenkelfeder --13-- in Richtung auf ihre Kupplungsstellung belastet, in der sie mit einem an der Abtriebswelle --5-- befestigten Klinkenrad --14-in Eingriff steht.
Der Käfig --10-- ist nun nicht mehr Teil des Antriebsrades --1-- sondern als selbständiger Teil ausgebildet, doch ist er mit dem Antriebsrad --1-- über Anschlagfortsätze --15-- dieses Rades verbunden, die in die Käfigausnehmungen hineinragen und je nach Drehrichtung an einer von zwei Schultern-16, 17-- anliegen. Da die Vorsprünge --15-- in Umfangsrichtung kürzer sind als der Abstand zwischen den Schultern-16, 17-- ergibt sieh bei Änderung der Drehrichtung des Antriebsrades-leine relative Winkeldrehung zwischen Antriebsrad --1-- und Käfig --10--.
Wird nun das Antriebsrad --1--, wie dargestellt, in Richtung des Pfeiles --4-- gedreht, was den Rückwickelbetrieb des Gerätes entspricht (wobei die Spule --8-- in Fig. 1 angetrieben ist) so liegen die Vorsprünge --15-- des Antriebsrades --1-- an den Schultern --16-- des Käfigs --10-- an. Dabei hält der verengte Teil des Käfigs Klinken --11a-- formschlüssig im Eingriff mit dem Klinkenrad --14--.
Wird nun aber die Drehrichtung umgekehrt, d. h. das Antriebsrad --1-- in Richtung des Pfeiles --3-angetrieben, so verdreht sich zunächst das Antriebsrad --1-- gegenüber dem Käfig-10-, wobei diese Relativdrehung noch dadurch gesichert ist, dass der Käfig --10-- eine Bremsfläche --18-- aufweist, mit der er am Gehäuse --19-- anliegt. Bei grösserer Masse des Käfigs --10-- ist jedoch diese Bremsfläche - nicht unbedingt erforderlich. Bei dieser Relativdrehung schlagen die Vorsprünge --15-- nun mehr gegen die Schultern-17-, worauf sie dann den Käfig --10-- drehschlüssig mitnehmen.
Dabei gelangt jedoch der erweiterte Teil des Käfigs --10-- in den Bereich der Enden der Klinken --l1a-- und gibt diese frei. Die Klinken --l1a--, die über die Lagerstifte-12-- mit dem Antriebsrad --1-- verbunden sind, drehen sich mit dem Antriebsrad und schwenken somit unter Fliehkraftwirkung radial nach aussen, so dass die Kupplung zwischen den beiden Drehteilen--1, 5-- gelöst ist. Dadurch kann sich im Vorlauf, d. h. bei Drehung des Antriebsrades --1-- im Sinne des Pfeiles --3--, die Abtriebswelle --5-- mit der Spule --8-- (vgl. Fig. l) ungehindert und mit beliebiger Geschwindigkeit drehen, ohne dass es zu einer Selbsthemmung kommen könnte.
Dennoch bleibt aber auch die Bremsfunktion der Einrichtung voll erhalten, weil beim Abstellen des Gerätemotors und Stillsetzen des Antriebsrades Klinken --11a-- unter der Wirkung ihrer Federn --13-- mangels Fliehkraft wieder in das Klinkenrad --14-- einfallen und ein weiteres Drehmoment im Uhrzeigersinne abbremsen, so dass beim Stillsetzen des Gerätes ein unkontrolliertes
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Ablaufen des Filmes oder sonstigen Materials verhindert ist. Auf diese Weise lassen sich also alle geforderten Funktionen ohne grossen Aufwand erfüllen.
Im Ausführungsbeispiel gemäss den Fig. 3, 3A ist ein sich in axialer Richtung erstreckender und mit dem Antriebsrad --1-- verbundener Käfig --10a-- dargestellt, bei dem an Stelle der Kupplungsklinken --lia-- Kugeln --11-- verwendet werden. Der Käfig --10a-- weist einen radial inneren Teil auf, der sich in Richtung des Uhrzeigergegensinnes verengt, in der andern Richtung hingegen erweitert. Diesen erweiterten Teil --20-- des Käfigs --lOa-- ist ein radial äusserer, ebenfalls erweiterter Teil --21-zugeordnet. Hingegen ist der verengte Teil-22-des Käfigs-lOa-nach aussen hin durch eine Wandung - abgeschlossen. Die Funktion dieser Anordnung ist die gleiche wie beim vorher beschriebenen Beispiel und braucht deshalb im einzelnen nicht mehr wiederholt zu werden.
Bei Relativdrehung der beiden Drehteile --1, 5-- in der einen Richtung gelangen die Kugeln --11-- in den verengten Teil --22-des Käfigs --10a-- und werden dabei gegen ein an der Abtriebswelle befestigtes Rad-24- (Fig. 3A) gedrückt. Somit sind die beiden Drehteile --1, 5-- miteinander gekuppelt.
Bei Relativdrehung im andern Drehsinne gelangen die Kugeln --11-- zunächst in den erweiterten Teil --20-- des Käfigs --10a--, wandern aber bei Drehung des Antriebsrades-l-sofort nach aussen in den Raum --21--, wodurch gesichert ist, dass auch bei Umkehrung des Drehzahlverhältnisses zwischen den beiden Drehteile --1 und 5-- keine Selbsthemmung stattfindet, weil die Kugeln --11-- bei Drehung des Antriebsrades --1-- in dem
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des Käfigs --10a-- verbleiben.Kugeln --11-- wieder nach innen und in den verengten Teil --22-- gelangen.
Zur Sicherung, dass nicht etwa die Kugeln aus dem verengten Teil --22-- in den radial äusseren Teil - oder umgekehrt gelangen dient die Wandung --23--. Zusätzlich kann es vorteilhaft sein, einen Hilfskäfig-lOb-- vorzusehen, der ähnlich dem Käfig --10-- in den vorherbeschriebenen Ausführungsbeispiel mit dem Antriebsrad --1-- über stiftförmige Vorsprünge --15a-- zu gemeinsamer Drehung verbunden ist, wobei eine relative Winkeldrehung ermöglicht ist.
Zu diesem Zweck greifen die Stifte
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der relativen Winkeldrehung eine Bremsfläche --18--. In der dargestellten Lage des Hilfskäfigs --lOb-- gibt er den radial äusseren Teil --21-- des Käfigs --10a-- frei, bei Umkehrung der Drehungsrichtung verdeckt der Hilfskäfig --10b-- mit seinen Lappen --26-- diesen Raum --21-- und verhindert so einen zufälligen Übertritt der Kugeln --11-- aus dem verengten Teil --22-- in den radial äusseren Teil --21-des Käfigs --10a--. Es ist klar, dass der Hilfskäfig --lOb-- oder die Wandung --23-- auch wahlweise angeordnet sein können und der jeweils andere Teil entfallen kann.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Freilauf, vorzugsweise für einen Spulenantrieb, insbesondere in einem Aufnahme- oder Wiedergabegerät, mit einem hinsichtlich seiner Drehrichtung umkehrbaren Antriebsdrehteil und einem koaxial dazu angeordneten Abtriebsdrehteil sowie mit mindestens einem in einem sich in einer ersten Drehrichtung erweiternden, mit einem der beiden Drehteile drehbaren Käfig geführten Kupplungsteil, z. B. Kugel, Klinke od. dgl., der bei Relativdrehung der beiden Drehteile in der zweiten Drehrichtung durch den sich in dieser Richtung verengenden Käfig in Kupplungsstellung bringbar ist, bei Relativdrehung in der ersten Drehrichtung hingegen den Kupplungsteil zum Lösen der Antriebsverbindung freigibt, da-
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