CH97294A - Coupling for connecting rotatable organs in one direction of rotation. - Google Patents

Coupling for connecting rotatable organs in one direction of rotation.

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CH97294A
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CH
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coupling
spring
coupling part
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driving
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Inventor
Schuermann Carl
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Schuermann Carl
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16DCOUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D41/00Freewheels or freewheel clutches
    • F16D41/20Freewheels or freewheel clutches with expandable or contractable clamping ring or band
    • F16D41/206Freewheels or freewheel clutches with expandable or contractable clamping ring or band having axially adjacent coils, e.g. helical wrap-springs

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Mechanical Operated Clutches (AREA)

Description

  

  Kupplung zum Verbinden von drehbaren Organen in der einen Drehrichtung.    Gegenstand der Erfindung ist eine Kupp  lung zum Verbinden von drehbaren Organen  in der einen Drehrichtung, die sich dadurch  auszeichnet, dass zwischen den treibenden und  den getriebenen Kupplungsteil eine zylindrische  Schraubenfeder eingeschaltet ist, die in der  einen Drehrichtung des treibenden Kupplungs  teils infolge der Reibung ihres Ende auf dem  einen Kupplungsteil sich so biegt, dass sie  sich gegen wenigstens einen Kupplungsteil  presst und dadurch beide Teile fest mitein  ander verbindet, in der entgegengesetzten  Drehrichtung aber durch die Reibung ent  gegengesetzt gebogen wird, wodurch die Ver  bindung gelöst wird.  



  Diese neue Kupplung hat nur eine Schrauben  feder als kuppelndes Element, und demnach  ist sie sehr einfach. Da Klinken und absatz  weise arbeitende Mittel nicht vorhanden sind,  wirkt sie auch geräuschlos und spielfrei.  



  Auf der Zeichnung veranschaulicht Fig. 1  ein erstes Ausführungsbeispiel der neuen  Kupplung im Schnitt. Auf der Welle 1 ist  eine Büchse 2 befestigt, gegen deren Rand  sich eine andere, gleich weit gebohrte Büchse 3  dicht anlegt. In den gemeinschaftlichen Hohl-    rauen beider Büchsen ist eine zylindrische  Schraubenfeder 5 schlüssig eingesetzt. Beim  Antreiben der Welle 1 in der einen Richtung  bewirkt die geringe Reibung zwischen der  Büchse 2 und der Feder 5 ein geringes Zu  sammenrollen der letzteren, so dass sie in der  Büchse 3 schleift, ohne diese mitzunehmen.  Beim Drehen der Büchse 2 in entgegenge  setzter Richtung rollt sich aber die Schrauben  feder auseinander, sie presst sich also gegen  die innern Büchsenwandungen und kuppelt  dadurch beide miteinander.  



  Eins der beiden Federenden kann auch  an seinem Kupplungsteil befestigt sein. Nahe  dem Ende kann die Feder auch durch einen  Ausschnitt geschwächt oder das Ende kann  durch Gelenk befestigt und durch eine be  sondere Federkraft angedrückt sein.  



  Das durch die Schraubenfeder übertrag  bare Drehmoment hängt nicht nur von ihrem  Durchmesser und ihrer Querschnittsgrösse ab,  sondern auch von der wirksamen Windungs  zahl, d. h. der wirksamen Federbogenlänge  ab. Infolgedessen ist es vorteilhaft,. dafür zu  sorgen, dass die Feder möglichst auf ihrer  ganzen Länge sich anlegt. Diese Bedingung      kann durch zweckmässige Ausbildung der  Feder selbst und durch ein Hilfsorgan erfüllt  werden, welches auf das Federende wirkt und  in der kuppelnden Drehrichtung die Feder zur  Ausdehnung zwingt.  



  Fig. 2 und 2a zeigen eine Schraubenfeder,  bei der die letzte Halbkreiswindung flacher  gebogen ist als die innere Gehäusewand.  Hierdurch springt das freie Federende gegen  die zylindrische Mantelfläche um ein Stück  nach aussen vor. Beim Einsetzen einer solchen  Feder entsteht an deren Ende ein erhöhter  Druck gegen die innere Gehäusewand und  gleichzeitig, wie Fig. 3 zeigt, eine Unter  brechung der Anlagefläche zwischen dem  Federende und der Stelle, bei welcher die  flachere Biegung beginnt. Diese Unterbrechung  der Anlagefläche hat folgende Wirkung: Die  in Fig. 4 am Ende der Feder im Punkte A  wirkende Reibungskraft P, die durch Rechts  drehung des Gehäuses gegen die Feder (bezw.

    durch Linksdrehung der Feder gegen das  Gehäuse) hervorgerufen wird, kann als Re  sultierende aus einem Normaldruck P1 der  Feder gegen das Gehäuse und in einem  Druck P2 gegen den nächstfolgenden Anlage  punkt B in der Richtung A-B betrachtet  werden. Das nicht anliegende Federstück  A-B wird also unter dem Tangentenwinkel 2a  keilförmig eingezogen. Je kleiner a wird,  d. h. je mehr sich die Punkte A und B dia  metral gegenüberliegen, desto grösser werden  die Anpressungsdrucke P1 und P2 im Ver  hältnis zur Kraft P. Auf diese Weise lässt  sich durch richtige Wahl der Punkte A und B  bezw. der Ausbiegung v das übertragbare  Drehmoment bestimmen.  



  Die Ausbiegung und die Anlageunter  brechung kann natürlich, wie schon Fig. 4  zeigt, in verschiedener Art erfolgen, die Feder  selbst kann auch bei P2 gelenkartig, zum  Beispiel durch Querschnittsschwächung aus  gebildet sein. Auch kann auf dem Federende  ein Metallstückchen befestigt sein, das die  Anlagefläche bildet.  



  Ein Ausführungsbeispiel für eine Kupp  lung mit Schraubenfeder, deren Ende mit  einem Hilfsorgan verbunden ist, ist durch    Fig. 5 und 6 im Quer- und Axialschnitt dar  gestellt. Das Hilfsorgan besteht hier aus  einem Reibungsring mit zwei Segmenten 6  und 7, die sich unter Federdruck gegen die  Innenwandung des Gehäuses anpressen. Durch  Drehung der Stellmuttern auf den Spindeln 9  kann der durch die Feder 8 erzeugte Anpres  sungsdruck geregelt werden. Das Ende der  Schraubenfeder 5 ist durch einen Stift 10  oder in irgend einer andern zweckmässigen  Art mit dem Reibungsring verbunden. Die  Reibungskraft am Ende der Feder lässt sich  beliebig gross wählen, wodurch es möglich  wird, die Zahl der Federwindungen bei gleich  bleibendem Drehmoment entsprechend zu ver  ringern.  



  Ist der Raum in achsialer Richtung für  die Anwendung eines solchen Hilfsorgans zu  klein, so lässt sich letzteres im Innern der  Feder auf der Achse des zugehörigen Ge  häuseteils unterbringen.  



  Bei den Ausführungsbeispielen nach Fig. 7  und 8 sind die Reibungsringe 6, 7 auf den  Wellen 1 und 4 mit der Schraubenfeder 5  durch je ein Gelenk 11 verbunden. Bei Rechts  drehung der Welle 1 wird der Ring 6 durch  Reibung mitgenommen und übt infolge dieses  Reibungsmoments einen bestimmten Druck  gegen das Verbindungsstück 11 und damit  gegen die Schraubenfeder 5 aus. Das Schrau  benfederende wird also gegen den sich mit  drehenden Kupplungsteil 2 gepresst, ausein  ander gerollt und mitgenommen. Dabei drückt  das zweite Gelenk 11, das mit dem Ring 7  verbunden ist, rückwirkend die Feder gegen  den Kupplungsteil 3, wodurch beide Kupp  lungsteile miteinander gekuppelt werden. Die  Klemmringe 6, 7 werden natürlich wieder am  besten unter Federdruck angezogen.

   Hierfür  geeignete Druckfedern lassen sich gut in den  hohlen Augen für die Schraubenbolzen an den  Ringen unterbringen.  



       Fig.    9, 10 und 11 zeigen eine     Kraft-          maschinenkupplungmit    durchgehender Welle 1.  Das treibende und sich links herumdrehende  Rad 12 auf einer     Leerlaufbüchse    13 soll sich  mit der Welle 1 fest verbinden, solange  letztere das Bestreben hat, gegen die Antriebs-      scheibe zurückzubleiben; es soll sich aber so  fort wieder lösen, wenn die Welle, durch eine  andere Kraft getrieben, nach links voreilen  will. Die Nabe 3 des Rades 12 ist hier gleich  zeitig ein Teil des Federgehäuses; das er  gänzende Gehäusestück 2 ist mit der Welle 1  fest verbunden.

   Die Schraubenfeder 5 wird  hier, um die Verschiedenheit der Ausführungs  möglichkeiten zu zeigen, an einem Ende durch  einen schon vorher beschriebenen Reibungs  ring 6 erregt, in welchen das Federende 14  (Fig. 9 und 10) einfach hineingesteckt ist.  Am andern Ende ist die nach innen ver  längerte Feder 5 mit einer oder mehreren  Windungen 15 um eine Nabe 16 des Rades  12 mit Vorspannung nach rechts herum ge  wickelt. Wenn jetzt die Welle 1 gegen die  Linksdrehung des Antriebsrades 12. zurück  bleiben will, so erzeugt der Reibungsring 6  (Fig. 9) ein Drehmoment und damit einen  Druck gegen das Ende 14 der Schrauben.  feder 5, die sich hierdurch auseinanderrollt.  Dieselbe Wirkung tritt auf der andern Seite  ein; das Gehäuse 3 dreht sich mit der zu  gehörigen Innennabe 16 gegen die Schrauben  feder 5 (Fig. 11) und rollt sie auseinander.

    Das Antriebsrad 12 wird also in diesem Falle  mit der Welle 1 fest verbunden, bei einem  Voreilen der Welle linksherum aber wieder  von dieser erlöst. Die Schraubenfeder 5 kann  natürlich auch hier wieder entweder an dem  einen Ende mit der Nabe 2 bezw. Welle 1  oder an dem andern Ende mit der Nabe 3  bezw. 16 fest verbunden sein.  



  Die Ausführung der Kupplung nach Fig.  1-4 kommt hauptsächlich für die Übertragung  geringer Kräfte, also z. B. bei Schalthebeln,  Bohrknarren usw., in Anwendung, während  die Ausführungen nach Fig. 5-11 mehr für  die Übertragung grösserer Drehmomente, also  für Kraftmaschinenkupplungen usw., geeignet  sind.  



  Die Ausbiegung der Federenden bezw. die  Anwendung eines Hilfsorgans hat noch den  grossen Vorteil, dass der Aussendurchmesser  der zylindrischen Schraubenfeder nicht grösser  als der Innendurchmesser der Kupplungsteile  zu sein braucht, wodurch das Reibungsmoment    beim Leerlauf, d. h. bei der Rückwärtsbe  wegung sehr vermindert wird. Dieser Vorteil  fällt besonders in Betracht für Schalthebel,  damit nicht auch beim Rückwärtsgang der  innere Kern (Welle oder dergl.) durch Rei  bung mitgenommen wird. Der Aussendurch  messer der Schraubenfeder darf sogar etwas  kleiner als der Innendurchmesser der Hülsen  sein; dann arbeitet die Kupplung aber nicht  spielfrei, sondern verlangt eine tote Drehung,  bis sich die Schraubenfeder zum Gehäuse  schlüssig passend auseinander gerollt hat.  



  Fig. 12 ,zeigt die Kupplung in einem  Schraubenschlüssel und Fig. 13 in einem  Schalthebel. Die mit einer Aussparung a ver  sehene Büchse b ist mit einer äussern Büchse d  verbunden, zweckmässig mit dieser aus einem  Stück hergestellt. In der Büchse d liegt teil  weise die Schraubenfeder f. Der andere Teil  dieser Schraubenfeder steckt in der mit einem  Hebel h verbundenen Büchse g. Der Hebel h  ist mit der Büchse g frei drehbar auf der  Büchse b gelagert und wird durch einen zwei  teiligen Passering i gegen achsiale Verschie  bung gesichert.  



  Die Aussparung a wird auf das zuschal  tende Mittel, zum Beispiel auf eine Welle  oder auf ein Werkzeug gesteckt. Bei der Be  wegung des Hebels h in der einen Dreh  richtung wird die Schraubenfeder f durch  ihre Umfangsreibung zusammengezogen und  in der andern Bewegungsrichtung des Schalt  hebels auseinander gerollt. Handelt es sieh  um eine rechtsgewundene Feder, dann wird  bei Rechtsdrehung des Hebels h die Büchse g  mitgenommen und bei Linksdrehung wieder  losgelassen.  



  Der in Fig. 14 dargestellte Hebel wirkt  in der gleichen Weise, wie vorher beschrieben.  Der Hebelarm h trägt in einer Längsnute n  ein verstellbares Gleitstück v, an das eine  Schubstange     cderKette    mittelst einer Lasche     av     angreift. Durch Verstellen dieses     Gleit-          stückes    v lässt sich die Schwenkbewegung des  Hebels in bestimmten Grenzen und damit die  Drehbewegung der Welle, die in dem -Loch     ca     steckt, genau und in den kleinsten Abstufungen  einstellen, was bei Verwendung einer Ratsche      mit Zahnrad und Sperrklinke nur von Zahn  zu Zahn, also nur sprungweise möglich ist.  



  Statt der Aussparung a könnte der Teil U  auch einen Zapfen besitzen, der in eine ent  sprechende Aussparung des getriebenen Kupp  lungsteils gesteckt wird.  



  Bei dem in Fig. 15 dargestellten Hand  bohrwerkzeug (Bohrknarre) wird der Bohrer k  in einer Büchse l in bekannter Weise durch  Klemmung gehalten. Das andere Ende der  Büchse l trägt eine Schraubenhülse o mit  Körnerspitze p. Auf dem äussern Teil t der  Büchse l ist eine Büchse s drehbar gelagert,  die durch einen übergreifenden Rand z das  Eintreten von Schmutz in den Innenraum  verhindern soll. Auf der andern Seite sichert  eine Ringmutter u die Büchse s gegen     ach-          siale    Verschiebung. In den gemeinsamen Hohl  zylinder der beiden Büchsen l und s ist eine  Schraubenfeder x passend eingesetzt. Die  Büchse s ist mit einem Handhebel versehen.  



  Die Anwendung dieser Bohrknarre ist die  auch sonst übliche. Der Bohrer wird gegen  das Werkstück und die Körnerspitze p mit  Hilfe der Büchse o gegen ein Widerlager ge  schraubt. Der Vorschub des Bohrers wird  durch Herausschrauben der Hülse o bewirkt.  Wenn eine rechtsgewundene Schraubenfeder  eingesetzt ist, dann wird diese bei Rechts  drehung des Handhebels auseinandergerollt  und deshalb auch die Büchse s bezw. l mit  dem Bohrer k rechts herumgedreht. Bei Links  drehung des Handhebels bezw. der Büchse s  wird aber die Feder x zusammengerollt und  die Verbindung zwischen beiden Büchsen auf  gehoben. Bei Linksdrehung des Handhebels  bleibt also die Büchse s mit dem Bohrer k  stehen.  



  Die gleiche Wirkung der Feder wird er  zielt, wenn statt der Aussenfläche deren In  nenfläche auf einen passenden Zapfen wirkt.  Der innere Zapfen wird dann mitgenommen,  wenn sieb die Feder infolge Innenreibung zu  sammenzieht und losgelassen, wenn die In  nenreibung die Feder ausdehnt.  



  Die Kupplung kann auch bei Bremsvor  richtungen zur Anwendung kommen, die sich  bei Drehrichtungsänderung (bei Rücklauf)    selbsttätig einschalten, also gegen Rücklauf  sichern wollen. Solche Bremsen kommen bei  Aufzugmaschinen, Fahrzeugen usw. in An  wendung.  



  Fig. 16 und 17 zeigen eine Bremsvor  richtung in Ansicht und Schnitt. Fig. 18 und  19 veranschaulichen Schnitt und Ansicht  einer Fahrradrücktrittbremse. Fig. 20 ist ein  Schnitt durch ein Hebezeuggetriebe, Fig. 21  ein Querschnitt, und Fig. 22 zeigt die  Schraubenfeder teilweise im Schnitt, teilweise  in Ansicht.  



  Fig. 16 zeigt eine Welle 20, z. B. Kar  danwelle oder Radachse eines Automobils  mit einer darauf drehbaren Bremsscheibe 21,  die gegen achsiale Verschiebung durch einen  Stellring 22 und eine auf der Welle 20 be  festigte Nabe 23 gesichert ist. Die Nabe 23  und die Nabe 24 der Bremsscheibe 21 liegen  dicht nebeneinander, übergreifen sich zweck  mässig gegenseitig und haben gleich grosse,  einander zugekehrte, zylindrische Bohrungen,  in die eine Schraubenfeder 25 schlüssig, d. h.  mit geringer Spannung nach aussen, eingesetzt  ist. Im vorliegenden Falle werden die Brems  backen 43 durch eine Welle 44 mit entgegen  gesetzten Gewinden 45 angezogen und gelöst.  



  Bei angezogenen Bremsbacken, d. h. bei  festgehaltener Bremsscheibe 21 kann die  Welle 20 mit der auf ihr befestigten Nabe  23 sich nur in der Richtung drehen, in wel  cher die Schraubenfeder infolge ihrer Um  gangsreibung an der Nabe sich zusammen  rollt, denn nun können diese beiden Teile  aufeinander gleiten. Will sich aber die Welle  in entgegengesetzter Richtung, also rückwärts  drehen, so wird durch die gleiche Umfangs  reibung die Schraubenfeder auseinander gerollt  und gegen die Innenwandung der gemein  schaftlichen Nabenbohrung gepresst. Hierdurch  werden die beiden Naben 23 und 24 mitein  ander, also die Welle 20 mit der Brems  scheibe 21 gekuppelt und dadurch eine Rück  wärtsbewegung der Welle verhindert.

   Soll  aber in bestimmter Absicht die Welle sich  rückwärts drehen, so braucht man nur die       Bremsbachen    43 zu lüften; die Bremsscheibe  21 dreht sich dann mit der Welle 20.      Bei der Ausführungsform nach Fig. 18,  19 ist die Hinterradachse des Fahrrades mit  irgend einer bekannten Freilaufvorrichtung  versehen. Ferner ist die Hinterradachse mit  einer Bremsscheibe 29 versehen, um die ein  Bremsband 30 gelegt ist, dessen Ende an  einem Zapfen 31 befestigt ist. Das Brems  band ist in der Drehrichtung um die Brems  scheibe gelegt und (gewünschtenfalls durch  eine Feder 32) mit einem Drahtseil 33 ver  bunden, das über eine Rolle 34 an der untern  Rahmengabel geführt und nach einer teil  weisen Umschlingung einer Büchse 35 an  dieser befestigt ist.

   Die Büchse 35 ist auf  dein angedrehten Ende 36 des Tretkurbel  lagers 39 gelagert und mit einem Stift 37  versehen, der in der Drehrichtung hinter  einem am Lager 39 befestigten Stift 38 sich  befindet. Die Tretkurbelnabe 40 ist mit einer  Bohrung versehen, in die eine rechtsgewundene  Schraubenfeder 41 eingesetzt ist, deren in  neres Ende durch einen Stift 42 mit der  Büchse 35 verbunden ist.  



  Beim Vorwärtstreten der Kurbel rollt sich  die Schraubenfeder 41 infolge ihrer Reibung  gegen die Nabe 40 etwas zusammen, so dass  letztere darüber gleitet. Beim Rückwärtstreten  der Kurbel hingegen rollt sich die Schrauben  feder infolge der Reibung sofort auseinander,  presst also fest gegen die Nabenbohrung, wo  durch die Nabe mit der Büchse 35 gekuppelt  wird. Das Seil 33 wird also von unten auf  gewickelt und dadurch das Bremsband 30 je  nach Stärke des Rücktritts angezogen. Die  Stifte 37 und 38 verhindern beim Treten in  der Fahrtrichtung ein zu weites Mitnehmen  der Büchse 35, wodurch das Drahtseil und  das Bremsband zu schlaff werden würden.  



  Fig. 20 zeigt eine andere Ausführung, wie  sie für Hebezeuge verwendet werden soll. Auf  der in der feststehenden Nabe 47 gelagerten  Vorgelegewelle 48 sitzt das Antriebsrad  (Handkettenrad) 52. Die Welle 48 ist weiter  hin mit einem Gewinde 49 versehen, auf dem  das Antriebszahnrad 50 in engen Grenzen  (nämlich zwischen dem Lager 55 und der  Bremsscheibe 54) beweglich angeordnet ist.  Das kleine Zahnrad 50 greift in ein grosses    Zahnrad 51 des Hebezeuggetriebes ein. In  den gleich grossen Bohrungen des Lagers 47  und der Bremsnabe 54 steckt eine schlüssig  eingepasste Schraubenfeder 57. Wird durch  das Kettenrad 52 die Vorgelegewelle 48 in  der Pfeilrichtung gedreht, so zieht das Ge  winde 49 das Zahnrad 50 mit seiner Brems  fläche 53 gegen die Bremsnabe 54, die sich  ihrerseits gegen einen auf der Welle 43 be  festigten Bund 56 stützt.

   Da einer Drehung  der Bremsnabe 54 in der Pfeilrichtung nichts  im Wege steht, weil sich die Schraubenfeder  57 infolge ihrer Umfangsreibung in dieser  Richtung zusammenrollt, so kann die Seil  trommel unter Mitnahme der Bremsnabe ge  dreht werden. Wird aber die Handkette los  gelassen, so kommt nur das Lastmoment an  der Seiltrommel zur Wirkung, das vom grossen  Zahnrad 51 ausgehend das kleine Zahnrad 50  entgegengesetzt zur Pfeilrichtung drehen will.  Hierdurch wird das Zahnrad 50 auf dem Ge  winde 49 geschraubt und wieder gegen die  Bremsnabe 54 gepresst. Diese kann sich aber  in dieser Richtung nicht drehen, weil die  Schraubenfeder 57 durch ihre Umfangsreibung  sich jetzt auseinanderrollt und somit derart  gegen die Wandungen der Bohrungen gepresst  wird, dass die Bremsnabe 54 mit dem festen  Lager 47 gekuppelt wird.

   Hierdurch ist also  die gehobene Last gegen selbsttätigen Rück  lauf gesichert.  



  Bei kleinen Hebezeugen lässt sich auch  die Aufwindetrommel an Stelle des kleinen  Zahnrades 50 direkt auf das Gewinde der An  triebswelle setzen.  



  Die Schraubenfeder kann in allen Fällen  auch an einem Ende mit dein zugehörigen  Teil fest verbunden sein, statt schlüssig in  eine Bohrung einzugreifen.



  Coupling for connecting rotatable organs in one direction of rotation. The invention relates to a hitch ment for connecting rotatable organs in one direction of rotation, which is characterized in that between the driving and the driven coupling part, a cylindrical coil spring is switched on, which is part in one direction of rotation of the driving coupling due to the friction of its end on one coupling part bends in such a way that it presses against at least one coupling part and thereby firmly connects both parts with one another, but is bent in the opposite direction of rotation due to the friction, thereby releasing the connection.



  This new coupling has only a coil spring as a coupling element and therefore it is very simple. Since there are no latches and means that work in paragraphs, it is also noiseless and free of play.



  In the drawing, FIG. 1 illustrates a first exemplary embodiment of the new coupling in section. On the shaft 1 a bushing 2 is attached, against the edge of which another bushing 3, drilled to the same length, rests tightly. A cylindrical helical spring 5 is inserted into the common hollow roughness of the two bushings. When the shaft 1 is driven in one direction, the low friction between the sleeve 2 and the spring 5 causes a slight roll of the latter so that it grinds in the sleeve 3 without taking it with it. When the sleeve 2 is turned in the opposite direction, however, the coil spring rolls apart, so it presses against the inner sleeve walls and thereby couples the two with one another.



  One of the two spring ends can also be attached to its coupling part. Near the end, the spring can also be weakened by a cutout or the end can be fastened by a hinge and pressed on by a special spring force.



  The torque transmitted by the helical spring depends not only on its diameter and cross-sectional size, but also on the effective number of turns, d. H. the effective spring bow length. As a result, it is beneficial. to ensure that the spring is as close as possible to its entire length. This condition can be fulfilled by appropriate design of the spring itself and by an auxiliary member which acts on the spring end and forces the spring to expand in the coupling direction of rotation.



  FIGS. 2 and 2a show a helical spring in which the last semicircle turn is more flat than the inner housing wall. As a result, the free end of the spring protrudes a little towards the outside against the cylindrical jacket surface. When inserting such a spring at the end of an increased pressure against the inner housing wall and at the same time, as Fig. 3 shows, a break in the contact surface between the spring end and the point at which the flatter bend begins. This interruption of the contact surface has the following effect: The frictional force P acting in Fig. 4 at the end of the spring at point A, which is caused by clockwise rotation of the housing against the spring (respectively.

    caused by counterclockwise rotation of the spring against the housing) can be viewed as re sulting from a normal pressure P1 of the spring against the housing and in a pressure P2 against the next system point B in the direction A-B. The spring piece A-B which is not in contact is drawn in in a wedge shape at the tangent angle 2a. The smaller a becomes, i. H. the more the points A and B are diametrically opposite, the greater the contact pressures P1 and P2 are in relation to the force P. In this way, by correctly choosing points A and B, respectively. the deflection v determine the transmittable torque.



  The deflection and the interruption of the system can of course, as already shown in FIG. 4, take place in various ways, the spring itself can also be articulated at P2, for example by a cross-sectional weakening. A piece of metal, which forms the contact surface, can also be attached to the spring end.



  An embodiment of a hitch be with coil spring, the end of which is connected to an auxiliary member, is provided by Fig. 5 and 6 in cross section and axial section is. The auxiliary element here consists of a friction ring with two segments 6 and 7, which press against the inner wall of the housing under spring pressure. By turning the adjusting nuts on the spindles 9, the contact pressure generated by the spring 8 can be regulated. The end of the helical spring 5 is connected to the friction ring by a pin 10 or in some other suitable manner. The frictional force at the end of the spring can be selected as large as desired, which makes it possible to reduce the number of spring coils accordingly while maintaining the same torque.



  If the space in the axial direction is too small for the use of such an auxiliary member, the latter can be accommodated in the interior of the spring on the axis of the associated housing part.



  In the exemplary embodiments according to FIGS. 7 and 8, the friction rings 6, 7 on the shafts 1 and 4 are connected to the helical spring 5 by a joint 11 each. When the shaft 1 rotates to the right, the ring 6 is carried along by friction and, as a result of this frictional moment, exerts a certain pressure against the connecting piece 11 and thus against the helical spring 5. The screw benfederende is thus pressed against the rotating coupling part 2, rolled apart and taken along. Here, the second joint 11, which is connected to the ring 7, pushes the spring retroactively against the coupling part 3, whereby both hitch be parts are coupled together. The clamping rings 6, 7 are of course best tightened again under spring pressure.

   Compression springs suitable for this can easily be accommodated in the hollow eyes for the screw bolts on the rings.



       9, 10 and 11 show an engine coupling with a continuous shaft 1. The driving and counterclockwise rotating wheel 12 on an idling sleeve 13 is intended to be firmly connected to the shaft 1 as long as the latter tends to remain against the drive pulley; but it should be released again immediately when the wave, driven by another force, tries to advance to the left. The hub 3 of the wheel 12 is here at the same time part of the spring housing; he complementary housing piece 2 is firmly connected to the shaft 1.

   The coil spring 5 is here, in order to show the diversity of the execution possibilities, excited at one end by a previously described friction ring 6, in which the spring end 14 (Fig. 9 and 10) is simply inserted. At the other end, the inwardly elongated spring 5 is wound with one or more turns 15 around a hub 16 of the wheel 12 with bias to the right around GE. If now the shaft 1 wants to stay behind against the left rotation of the drive wheel 12, the friction ring 6 (FIG. 9) generates a torque and thus a pressure against the end 14 of the screws. spring 5, which thereby unrolls. The same effect occurs on the other side; the housing 3 rotates with the associated inner hub 16 against the coil spring 5 (Fig. 11) and rolls them apart.

    In this case, the drive wheel 12 is firmly connected to the shaft 1, but is released from it again when the shaft leads to the left. The coil spring 5 can of course again either at one end with the hub 2 or. Shaft 1 or at the other end with the hub 3 respectively. 16 must be firmly connected.



  The execution of the coupling according to Fig. 1-4 is mainly used for the transmission of low forces, so z. B. in shift levers, ratchets, etc., in use, while the designs according to Fig. 5-11 are more suitable for the transmission of larger torques, so for engine clutches, etc., are.



  The deflection of the spring ends respectively. the use of an auxiliary member has the great advantage that the outside diameter of the cylindrical helical spring does not need to be larger than the inside diameter of the coupling parts, which reduces the frictional torque when idling, ie. H. is very reduced in the Rückwärtsbe movement. This advantage is particularly important for gearshift levers so that the inner core (shaft or the like) is not carried along by friction even when reversing. The outside diameter of the helical spring may even be slightly smaller than the inside diameter of the sleeves; then the clutch does not work without play, but requires a dead turn until the coil spring has rolled apart to fit the housing.



  Fig. 12 shows the clutch in a wrench and Fig. 13 in a shift lever. The bushing b provided with a recess a is connected to an outer bushing d, suitably made of one piece with this. In the sleeve d is partly the coil spring f. The other part of this helical spring is inserted in the sleeve g connected to a lever h. The lever h is freely rotatable with the bushing g on the bushing b and is secured against axial displacement by a two-part passer ring i.



  The recess a is placed on the switching agent, for example on a shaft or on a tool. When moving the lever h in one direction of rotation, the coil spring f is pulled together by its circumferential friction and rolled apart in the other direction of movement of the switching lever. If the spring is wound to the right, then the sleeve g is taken along when the lever h is turned to the right and released again when the lever h is turned to the left.



  The lever shown in Fig. 14 acts in the same way as previously described. The lever arm h carries an adjustable slider v in a longitudinal groove n, on which a push rod cderKette engages by means of a bracket av. By adjusting this sliding piece v, the pivoting movement of the lever and thus the rotational movement of the shaft, which is in the hole ca, can be adjusted precisely and in the smallest increments, which can only be achieved by using a ratchet with gear and pawl Tooth to tooth, so only leaps and bounds is possible.



  Instead of the recess a, the part U could also have a pin which is inserted into a corresponding recess of the driven hitch part.



  In the hand drilling tool (ratchet) shown in Fig. 15, the drill k is held in a sleeve l in a known manner by clamping. The other end of the sleeve l carries a screw sleeve o with a center punch p. A bushing s is rotatably mounted on the outer part t of the bushing l and is intended to prevent dirt from entering the interior by means of an overlapping edge z. On the other hand, a ring nut u secures the sleeve s against axial displacement. In the common hollow cylinder of the two sleeves l and s, a helical spring x is used to match. The sleeve s is provided with a hand lever.



  The use of this ratchet is the usual one. The drill is screwed against the workpiece and the center point p with the help of the bushing o against an abutment. The advance of the drill is effected by unscrewing the sleeve o. If a right-hand coil spring is used, then this is rolled apart when turning the hand lever to the right and therefore the bushing s respectively. l turned clockwise with the drill k. When turning the hand lever to the left, respectively. the sleeve s but the spring x is rolled up and the connection between the two sleeves is lifted. When the hand lever is turned to the left, the bushing s remains with the drill k.



  The same effect of the spring he aims if instead of the outer surface whose inner surface acts on a suitable pin. The inner pin is taken along when the sieve pulls the spring together due to internal friction and released when the internal friction expands the spring.



  The clutch can also be used with Bremsvor directions that switch on automatically when the direction of rotation changes (when reversing), ie want to secure against reversing. Such brakes are used in elevator machines, vehicles, etc.



  16 and 17 show a Bremsvor direction in view and section. Figures 18 and 19 illustrate a section and view of a bicycle back pedal brake. Fig. 20 is a section through a hoist gear, Fig. 21 is a cross section, and Fig. 22 shows the coil spring partly in section, partly in view.



  Fig. 16 shows a shaft 20, e.g. B. Kar danwelle or wheel axle of an automobile with a rotatable brake disc 21, which is secured against axial displacement by an adjusting ring 22 and a hub 23 be fastened on the shaft 20. The hub 23 and the hub 24 of the brake disc 21 are close to one another, overlap each other appropriately and have the same size, facing, cylindrical bores into which a helical spring 25 fits, i.e. H. is inserted with little tension to the outside. In the present case, the brake jaws 43 are tightened and released by a shaft 44 with opposing threads 45.



  With the brake shoes tightened, i. H. with the brake disc 21 held, the shaft 20 with the hub 23 attached to it can only rotate in the direction in which the coil spring rolls together as a result of their order friction on the hub, because now these two parts can slide on each other. If, however, the shaft wants to rotate in the opposite direction, i.e. backwards, the helical spring is rolled apart by the same circumferential friction and pressed against the inner wall of the community hub bore. As a result, the two hubs 23 and 24 are mitein other, so the shaft 20 is coupled to the brake disc 21 and thereby prevents backward movement of the shaft.

   If, however, the shaft is to rotate backwards with a specific intention, one only needs to ventilate the brake jaws 43; the brake disc 21 then rotates with the shaft 20. In the embodiment according to FIGS. 18, 19, the rear wheel axle of the bicycle is provided with any known freewheel device. Furthermore, the rear wheel axle is provided with a brake disk 29 around which a brake band 30 is placed, the end of which is fastened to a pin 31. The brake band is placed in the direction of rotation around the brake disc and (if desired by a spring 32) with a wire 33 a related party, which is guided over a roller 34 on the lower frame fork and after a partial looping of a sleeve 35 is attached to this .

   The sleeve 35 is mounted on your turned end 36 of the crank bearing 39 and provided with a pin 37 which is located behind a pin 38 attached to the bearing 39 in the direction of rotation. The pedal crank hub 40 is provided with a bore into which a right-hand helical spring 41 is inserted, the end of which is connected to the sleeve 35 by a pin 42.



  When the crank is stepped forward, the helical spring 41 rolls up slightly due to its friction against the hub 40, so that the latter slides over it. On the other hand, when the crank is stepped backwards, the helical spring rolls apart immediately as a result of the friction, ie it presses firmly against the hub bore, where the hub is coupled to the sleeve 35. The rope 33 is thus wound from below and thereby the brake band 30 is tightened depending on the strength of the withdrawal. When pedaling in the direction of travel, the pins 37 and 38 prevent the bush 35 from being carried too far, as a result of which the wire rope and the brake band would become too slack.



  Fig. 20 shows another embodiment as it is to be used for lifting equipment. The drive wheel (hand chain wheel) 52 sits on the countershaft 48, which is mounted in the stationary hub 47. The shaft 48 is further provided with a thread 49 on which the drive gear 50 can move within narrow limits (namely between the bearing 55 and the brake disk 54) is arranged. The small gear 50 meshes with a large gear 51 of the hoist gear. A cohesively fitted helical spring 57 is inserted into the bores of the same size in the bearing 47 and the brake hub 54. If the sprocket 52 rotates the countershaft 48 in the direction of the arrow, the thread 49 pulls the gear 50 with its braking surface 53 against the brake hub 54 , which in turn is supported against a collar 56 fastened on the shaft 43 be.

   Since there is nothing in the way of rotation of the brake hub 54 in the direction of the arrow, because the coil spring 57 rolls up in this direction due to its circumferential friction, the cable drum can be rotated while taking the brake hub. If, however, the hand chain is released, only the load moment on the cable drum comes into effect, which, starting from the large gear 51, wants to rotate the small gear 50 in the opposite direction to the direction of the arrow. As a result, the gear 50 is screwed onto the Ge thread 49 and pressed again against the brake hub 54. However, this cannot rotate in this direction because the helical spring 57 now rolls apart due to its circumferential friction and is thus pressed against the walls of the bores in such a way that the brake hub 54 is coupled to the fixed bearing 47.

   In this way, the lifted load is secured against automatic return.



  In the case of small hoists, the winding drum can also be placed directly on the thread of the drive shaft instead of the small gear 50.



  In all cases, the helical spring can also be firmly connected to its associated part at one end, instead of engaging positively in a bore.

 

Claims (1)

<B>PATENTANSPRUCH:</B> Kupplung zum Verbinden von drehbaren Organen in der einen Drehrichtung, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den treibenden und den getriebenen Kupplungsteil eine zy lindrische Schraubenfeder eingeschaltet ist, die in der einen Drehrichtung des treibenden Kupplungsteils infolge der Reibung ihres Endes auf dem einen Kupplungsteil sich so biegt, dass sie sich gegen wenigstens einen Kupplungsteil presst und dadurch beide Teile fest miteinander verbindet, in der entgegen gesetzten Drehrichtung aber durch die Rei bung entgegengesetzt gebogen wird, wodurch die Verbindung gelöst wird. UNTERANSPRÜCHE: 1. Kupplung nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der eine Kupplungs teil mit einem Hebel und der andere Kupplungsteil mit einer Büchse zum Auf schieben auf den zu bewegenden Gegen stand verbunden ist. 2. <B> PATENT CLAIM: </B> Coupling for connecting rotatable members in one direction of rotation, characterized in that a cylindrical helical spring is switched on between the driving and the driven coupling part, which in one direction of rotation of the driving coupling part due to the friction of its The end of one coupling part bends in such a way that it presses against at least one coupling part and thereby firmly connects the two parts to one another, but is bent in the opposite direction of rotation due to the friction, whereby the connection is released. SUBClaims: 1. Coupling according to claim, characterized in that one coupling part is connected to a lever and the other coupling part is connected to a sleeve for pushing on the object to be moved. 2. Kupplung nach Patentanspruch und Unter anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der treibende Kupplungsteil auf dem ge triebenen Kupplungsteil drehbar gelagert ist. 3. Kupplung nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der treibende Kupp lungsteil mit einem Hebel und der ge triebene Kupplungsteil mit einer ruck weise zu drehenden Maschinenwelle ver bunden ist. 4. Kupplung nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Umfangsreibungs kraft zum Kuppeln und Entkuppeln am einen Schraubenfederende angreift, um sämtliche Federwindungen wirksam zu machen. 5. Kupplung nach Patentanspruch und Unter anspruch 4; dadurch gekennzeichnet, dass das genannte Ende der Feder, wenn letztere sich selbst überlassen ist, über die Mantelfläche der Feder vorspringt. 6. Coupling according to patent claim and dependent claim 1, characterized in that the driving coupling part is rotatably mounted on the driven coupling part. 3. Coupling according to claim, characterized in that the driving hitch part with a lever and the GE exaggerated coupling part with a jerk-wise rotating machine shaft is connected. 4. Coupling according to claim, characterized in that the circumferential friction force for coupling and uncoupling acts on a helical spring end in order to make all spring coils effective. 5. Coupling according to claim and sub-claim 4; characterized in that said end of the spring, when the latter is left to its own devices, projects over the lateral surface of the spring. 6th Kupplung nach Patentanspruch und Unter- ansprücherr 4 und 5, dadurch gekenn zeichnet, dass die Anlage des einen Endes des gegen wenigstens einen Kupplungs teil anliegenden Feder auf einem Bogen von 180 Grad unterbrochen ist. 7. Kupplung nach Patentanspruch und Unter anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass bei Drehung des treibenden Kupplungs teils das eine Federende unter Wirkung einer zusätzlichen Reibungskraft steht, die durch ein auf dem treibenden Kupp lungsteil schleifendes Organ erzeugt wird. 8. Kupplung nach Patentanspruch und Unter anspruch 4, 7 und 8, dadurch gekenn zeichnet, dass das schleifende Organ durch ein Gelenk (11) mit dem Federende ver bunden ist. 9. Coupling according to patent claim and sub-claims 4 and 5, characterized in that the contact of one end of the spring resting against at least one coupling part is interrupted on an arc of 180 degrees. 7. Coupling according to claim and sub-claim 4, characterized in that when the driving clutch is rotated, one end of the spring is under the action of an additional frictional force which is generated by a member grinding on the driving coupling part. 8. Coupling according to patent claim and sub-claims 4, 7 and 8, characterized in that the grinding member is connected to the spring end by a joint (11). 9. Kupplung nach Patentanspruch und Unter ansprüchen 4 und 7, dadurch gekenn zeichnet, dass die zusätzliche Reibung durch die Innenfläche des um einen ent sprechenden Teil des treibenden Kupp lungsteils gewundenen Federendes (15) erzeugt wird. 10. Kupplung nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der getriebene Kupp lungsteil durch eine Bremse festgestellt werden kann. 11. Kupplung nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der getriebene Kupp lungsteil mit einem Organ zum Lösen und Anziehen einer Bremse verbunden ist. 12. Kupplung nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass durch die Schrauben feder ein Bremsmittel in der einen Dreh richtung festgestellt wird. Coupling according to claim and dependent claims 4 and 7, characterized in that the additional friction is generated by the inner surface of the spring end (15) wound around a corresponding part of the driving coupling part. 10. Coupling according to claim, characterized in that the driven coupling part can be determined by a brake. 11. Coupling according to claim, characterized in that the driven coupling part is connected to an organ for releasing and applying a brake. 12. Coupling according to claim, characterized in that a braking means is determined in one direction of rotation by the helical spring.
CH97294D 1921-05-02 1921-05-02 Coupling for connecting rotatable organs in one direction of rotation. CH97294A (en)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2397562A1 (en) * 1977-07-15 1979-02-09 Sulzer Ag COUPLING DEVICE FROM A MANUAL CONTROL TO A ROTATING SHAFT
WO1998027352A1 (en) * 1996-12-16 1998-06-25 Sikorsky Aircraft Corporation Improved coil spring for overrunning spring clutches

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