Umlauf-Triebverbindung zwischen einem äussern und einem-innern Gliede. Die vorliegende Erfindung bezieht sieh auf Paare von umlaufenden Gliedern, wie z. B. Wellen und Rädern, oder irgend wel che gleichwertige Anordnungen, in denen ein äusseres, umgebendes Glied von einem innern oder zentralen Gliede getragen wird.
Bei abnehmbaren Rädern, wo äussere Na ben auf innere Naben gesetzt werden, ist es wohl bekannt, zwecks ihres Zentrierens und Verhinderung relativer Drehung konisch zu laufende sägeartige Verzahnungen oder pa rallele Auszackungen mit einem besonderen konischen Sitz zu verwenden. Auch die An wendung einer sich verjüngenden welligen Oberfläche und von sich verjüngenden mehr eckigen Flächen ist bekannt. Ebenso kennt man die Schwierigkeiten in der Verhinderung von Spiel im Umlauf bei Teilen, die häufig voneinander getrennt und wieder miteinander verbunden werden.
Ausgenommen bei der Anwendung von sich verjüngenden wellenförmigen und mehr eckigen Oberflächen bestehen bei diesen Ver bindungsarten auch Schwierigkeiten in der Herstellung. So zum Beispiel schwächt es eine Blechkonstruktion, wenn man zwecks Bildung gezackter Flächen Metall wegschnei det. Es ist aber sehr schwierig, solche Flä chen auf irgend welche andere Art und Weise zu bilden. Die wellenförmigen Flächen bie ten kein so schwieriges Herstellungsproblem dar und noch weniger die vieleckigen Flächen.
Bei der Herstellung von Naben mit mehr eckigen Berührungsflächen ist es beinahe un möglich, zu bewirken, dass alle diese Flächen des einen Gliedes in absoluter Berührung mit allen solchen Flächen des andern Gliedes ste hen, wenn beide Glieder in ihrer richtigen Trieblage sich befinden. Es kann vorkommen, dass zwei entgegengesetzt gelegene Flächen der innern Nabe in bezug auf die andern Flächen so stehen, dass nur diese zwei Flächen mit den Gegenflächen an der äussern Nabe in Berührung stehen, während zwischen allen andern Flächen und Gegenflächen ein Raum vorhanden ist. Dieser Raum ermöglicht eine schädliche Schiebbewegung zwischen den bei den Naben im rechten Winkel zur Radachse oder in radialer Richtung.
Es wäre möglich, diese Schiebbewegung, die stattfindet, wenn beide Teile unregel mässige Vieleckform, eine das Komplement zur andern, besitzen, zu verhindern, wenn Vorsorge getroffen würde, dass irgendwelche zwei Seiten des Vieleckes, wenn als ebene Figur dargestellt, nicht parallel sein müssen. In diesem Falle liesse sich aber das äussere Glied nur dann auf das innere Glied setzen, wenn beide Glieder sieh in einer besondern Stellung befinden und nicht wie im Falle eines regelmässigen Vieleckes, in so vielen Stellungen, als letzteres Seiten besitzt. Es könnten daher Glieder mit Berührungsflächen von unregelmässiger Vieleckform im Gebrau che nicht befriedigen. Dies gilt besonders für Radnaben.
Der Zweck der vorliegenden Erfindung liegt darin, ein äusseres Glied starr und mehr oder weniger konzentrisch auf einem innern Gliede so zu befestigen, dass eine wirksame und dauerhafte Antriebsverbindung geschaf fen ist.
Die den Erfindungsgegenstand bildende Umlauf-Antriebsvorrichtung besitzt ein äu sseres Glied, das in axialer Richtung auf ein inneres Glied schiebbar angeordnet, mit ge genseitig ineinandergreifenden Organen ver sehen ist, die eine vereinte Umlaufbewegung sichern. Eine axiale Kraft, die einen Teil auf den andern drückt. bewirkt die enge Berüh rung von Eingriffsorganen für die Übertra gung von Drehbewegungen in der einen oder andern Richtung.
Zwecks Ausmerzung des oben erwähnten Winkelspielraumes in einem Paare von um laufenden Gliedern werden beispielsweise zwei in der Achsrichtung voneinander ge trennte Zonen oder Sätze von Berührungs flächen in axialer Richtung gegeneinander gedrückt, welche Berührungsflächen in Ebe nen liegen, die zur Axe so geneigt sind, dass ihre zwangsmässige Berührung die beiden Glieder in jeder Zone zentriert und im dazwi schenkommenden Material eine Torsionsspan nung erzeugt.
Wie oben schon angedeutet, werden beim Erfindungsgegenstand zwischen einem äu ssern und einem innern Gliede treibende und zentrierende Organe vorgesehen, deren Be rührungsflächen, die eine Drehung zwischen den Gliedern in der einen Richtung verhin dern, zweckmässigerweise nahe dem oder am einen Ende der Glieder gelegen sind. Die Be rührungsflächen, die eine Drehung in der an dern Richtung verhindern, befinden sich dann an oder nahe dem andern Ende. Zudem kön nen Mittel vorgesehen sein, die das äussere Glied in axialer Richtung über das innere Glied zwängen, so dass die genannten Berüh rungsflächen fest zusammengehalten werden und für jede Drehrichtung eine wirksame Antriebsverbindung darstellen und eine ge genseitige Bewegung der beiden Glieder in ,jeder möglichen Richtung verhindern.
Der Erfindungsgegenstand wird mit Vor teil so ausgebildet, dass eine achsiale Kraft, die das äussere Glied mit mehrseitigen Berüh rungsflächen gegen das innere Glied drückt, nicht weniger als drei Paare von rund um die Drehaxe angeordneten Eingrifflächen mitein ander in Berührung bringt.
Es lassen sich zentrierende Organe vor sehen, um eine gegenseitige Drehung von äusserem und innerem Gliede, z. B. einer Büchse und einer Welle, oder einer äussern und einer innern Nabe eines abnehmbaren Rades zu verhindern. Diese Organe können zum Beispiel eine auf dem innern Gliede aus gebildete, vielseitige Fläche in sich begrei fen, die eine ungerade Anzahl Seiten besitzt, und eine im innern Umfange des äussern Gliedes gebildete Gegenfläche, sowie Mittel um das äussere Glied in der Längs- oder Ax- richtung über das innere Glied zu treiben, um beide Glieder fest zusammenzubringen.
Auf den Zeichnungen sind mehrere Aus führungsbeispiele des Erfindungsgegenstan des mehr oder weniger schematisch darge stellt.
Die Fig. 1 und 2 zeigen teilweise Quer- und Längsschnitte einer Antriebsverbindung für die Naben von abnehmbaren Fahrzeug rädern ; Fig. 3 und 4 sind ähnliche Darstellungen einer leicht abgeänclerl;eu Ausführungsform; Die Fig. 5 und 6 betreffen andere Formen der ineinandergreifenden Organe, von denen ein Satz eine leicht schraubenförmige Form annimmt; Die Fig. 7 und 8 zeigen eine Ausfüh rungsform der Triebverbindung, deren inein andergreifende Elemente schrägliegende Sei ten besitzen; Durch Fig. 9 und 10 ist eine Ausfüh rungsform dargestellt, in der die Gruppen von ineinandergreifenden Flächen im Quer schnitt mehrseitige regelmässige Figuren dar stellen;
Die Fig. 11 und 12 betreffen eine abge änderte Ausführungsform dieser Art; Die Fig. 13 und 14 bringen ein Bedenken zum Ausdruck, das sich bei Verwendung von Angriffsflächen mit regelmässiger Vieleck form erheben kann und stellen kein Ausfüh rungsbeispiel der Erfindung dar; Aus den Fig. 15 und 16 ergibt sich ein solches Bedenken in bezug auf eine Ausfüh rungsform nach Fig. 10; Die Fig. 17 und 18 veranschaulichen, wie die aus Fig. 13 und 14 ersichtlichen Beden ken überwunden werden können; Die Fig. 19 und 20 zeigen mehr Einzel heiten der zuletzt angegebenen Nabenkon struktion; Aus den Fig. 21 und 22 ist ersichtlich, wie das sich aus Fig. 10 ergebende Bedenken beseitigt werden kann.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 1 und 2 sind ein innerer Nabenteil a und ein äusserer Nabenteil b mit zwei Gruppen von einander ergänzungsweise angreifenden Mit teln versehen, von denen die eine Gruppe sich an das innere und die andere Gruppe sich an das äussere Ende der Nabenteile an schliesst.
Die beiden Gruppen von Eingriffsmitteln c und d sind im allgemeinen von ähnlicher Form. Die innere Gruppe c liegt auf einem grösseren Radius von der Nabenaxe weg, als die äussere Grüppe d, so dass Elemente der Gruppe c leicht über solche der Gruppe d <B>T</B> hinweggehen können, ohne sie zu berühren. Der äussere Nabenteil b wird auf dem innern Nabenteil a in üblicher Weise mittelst einer axial verlaufenden Gleitbewegung in Stellung gebracht und kann darin festgehal ten werden vermittelst einer (nicht gezeich neten) Mutter, die auf das Gewinde e ge schraubt wird und am Ende des äussern Na benteils an einem (nicht gezeichneten) Flansch oder einer sonstigen Anschlagfläche angreift. Diese Mutter oder irgend ein an deres an deren Stelle tretendes Halteorgan ist geeignet, eine Kraft auszuüben, die den äussern Nabenteil auf den innern drückt.
Die Angriffsflächen c und d besitzen die Form von zwei Sätzen oder Gruppen von winkligen oder V-förmigen, sich verjüngen den Vorsprüngen und Vertiefungen. Die Flä chen c laufen gegen einen Scheitelpunkt c1, die Flächen d gegen einen Scheitelpunkt d1. Die einspringenden Ecken c2, d2 der Vertie fungen an dem äussern Nabenteil b liegen auf den nämlichen Kegelmantellinien. Dagegen liegen die äussern Ränder c3, d3 der zugehöri gen Vorsprünge am innern Nabenteil a um einen kleinen Winkelabstand versetzt, so dass; wenn der äussere Nabenteil in axialer Rich tung auf den innern Nabenteil getrieben wird, die Gruppe c von Eingriffsorganen in enge treibende Berührung auf einer Seite ge bracht wird, wie bei c4 dargestellt, mit Spiel raum bei c5.
Die Eingriffsorgane der andern Gruppe, d, hingegen gelangen auf der entgegengesetz ten Seite, d4, in enge Berührung untereinan der, mit Spielraum bei d5.
Die vorgenannten Bedingungen leisten Gewähr dafür, dass die innern und äussern Teile für den Antrieb in beiden Richtungen in enger Berührung sind, und dass sie gleich zeitig mit ihren bezüglichen Axen so ange nähert wie möglich konzentrisch festgehalten werden und Bewegung zwischen den zwei Gliedern in jeder Richtung verhindert ist.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 3 und 4 ist nur am innern Ende der Nabe eine Gruppe von gross bemessenen, sich verjüngen den Eingriffsorganen c vorgesehen. Die an dere Gruppe von solchen Organen besitzt die Form von kleineren V-förmigen Zacken f, die parallel zur Nabenaxe verlaufen und auf einer Fläche mit einem Durchmesser liegen. der kleiner ist als der der kleinsten Teile der Gruppe von Eingriffsorganen e.
Bei dieser Ausführungsform sind die zwei Gruppen von Eingriffsorganen des einen oder andern N a.benteils unter einem kleinen Win kelabstand voneinander angeordnet, so dass für den Antrieb in beiden Richtungen in der oben beschriebenen Weise eine enge Berüh rung gesichert ist. Wenn das Verhältnis zwi schen den beiden Gruppen von Eingriffs organen derart ist, dass der innere und äu ssere Teil in nur einer Winkelstellung ver einigt werden können, so wird mit Vorteil am einen oder andern Teil ein Leitstück z ange bracht, das sich lose in eine Nut des andern Teils legt, unmittelbar vor der Berührung der Haupt-Eingriffsorgane, um das rasche Ver einigen zu erleichtern.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 5 und 6 ist der äussere Nabenteil b, wie schon beschrieben, auf dem innern Nabenteil fest gehalten durch eine Mutter e1, die auf Ge winde e geschraubt ist und an einem Flansch g des äussern Nabenteils anliegt.
Eine Gruppe von Eingriffsorganen f be sitzt die Form von zur Axe parallelen Zak- ken, wie in bezug auf die Fig. 3 und 4 be schrieben wurde. Die andern Eingriffsorgane, 1z, sind von ähnlichem Querschnitt, besitzen aber etwas grösseren radialen Abstand von der Axe und eine leicht schraubenartige Richtung.
Diese den Eingriffsorganen gege bene schraubenartige Richtung ergibt, die gleiche Wirkung wie der Winkelabstand zwi schen den Gruppen von Eingriffsorganen der schon beschriebenen Ausführungsformen, nämlich die, in der einen Gruppe enge Berüh rung für den Antrieb in der einen Richtung und enge Berührung für den Antrieb in der andern Richtung in der andern Gruppe.
Da jedoch bei dieser Anordnung die Winkel bewegung zwischen dem innern und dem äu ssern Gliede durch den Spielraum zwischen den zur Axe parallelen Zacken bestimmt ist und die Neigung der schraubenartigen Zak- ken gegen die Axe das Mass des Reibungs winkels überschreiten sollte, um eine Verkei- lung zu verhindern, so wird der axiale Spiel- raum der schraubenartigen Zacken notge drungen klein sein müssen.
Es ist klar, dass beide Gruppen von Ein griffsorganen f und h der in Fig. 5 und 6 dargestellten Form eine mehr oder weniger schraubenförmige Richtung annehmen kön nen, vorausgesetzt, die Neigung der einen Gruppe sei grösser als die der andern Gruppe, oder die beiden Gruppen seien entgegenge setzt der Nabenaxe geneigt.
Die durch Fig. 7 und 8 veranschaulichte Ausführungsform ist in manchen Beziehun gen derjenigen nach Fig. 5 und 6 ähnlich. Je doch sind die kurzen, schraubenartigen Zak- ken h durch Klauen j ersetzt, die geneigte Hubflächen j1 besitzen und am innern Naben teil a angebracht sind, um in Einkerbungen j2 des äussern Nabenteils b einzugreifen. Diese Einkerbungen könnten aber auch in einem mit dem äussern Nabenteil fest verbundenen zylindrischen Teile angebracht sein. Klauen und Einkerbungen dieser Art lassen sich, wenn gewünscht, auch in Verbindung mit den sich verjüngenden Eingriffsorganen c nach Fig. 1 bis 4 verwenden.
Bei der durch Fig. 9 und 10 veranschau lichten Nabe besitzt der Querschnitt der Ein griffsorgane die Form eines regelmässigen Vieleckes. Dadurch sind für die Aufnahme der gesamten auf die Organe wirkend an Druckkräfte grosse Flächen geschaffen. Die Formen sind so gewählt, dass sie im gepress ten Material der Nabenteile leicht gebildet werden können und, wenn gebildet, der Ab biegung einen grösseren Widerstand bieten, als es bei einigen der andern Ausführungs formen der Fall ist.
Die Zeichnung zeigt für jeden der Naben teile a und b zwei regelmässige Achtecke k und l als Querschnitte. Die Oberflächen ver jüngen sich wie bei einer Pyramide und die Gruppe l ist so beschaffen. dass sie leicht an der Gruppe k vorbei kann, wie bei den andern Formen von Eingriffsorganen. Die Zeich nung zeigt die zwei Gruppen von Flächen des äussern Nabenteils b in konzentrischer gegen seitiger Anordnung, während die zwei Grup pen von Flächen des innern N abenteils a ge- geneinander um einen kleinen Winkelbetrag versetzt sind (Fig. 9). Es ist aber klar, dass die Gruppendes einen oder andern Nabenteils konzentrisch sein können, so lange als sie des andern Nabenteils versetzt sind. Ebenso ist klar, dass die eine Gruppe von Flächen pa rallel zur Axe und die andere zu dieser ge neigt sein kann.
Bei der Ausführungsform nach den Fig. 11 und 12 sind die Flächen beider Gruppen von Eingriffsorganen an beiden Nabenteilen konzentrisch. Aber um für den Antrieb in der einen Richtung die enge Berührung in der einen Gruppe und die enge Berührung für den Antrieb in der andern Richtung zu be wirken, ist ein grosser Teil der Flächen der Gruppe k des innern Hubteils weggeschnitten oder so geformt, wie wenn er weggeschnitten wäre, wie bei k1 gezeigt. In ähnlicher Weise behandelt ist ein grosser Teil der Flächen der andern Gruppe l des innern Nabenteils auf der andern Seite, wie bei l1 dargestellt. Dies hat mit Bezug auf den Antrieb die gleiche Wirkung wie die Winkelversetzung der Flä chen und kann, wie schon angedeutet, am einen oder andern Nabenteil bewerkstelligt werden, wie es als geeigneter befunden wird.
Auf der Zeichnung ist die eine Gruppe von Flächen geneigt und die andere parallel zur Axe gelegt. Es können aber auch beide ge neigt sein.
Die in den Fig. 9 bis 12 angegebenen Konstruktionen, die Vorteile aufweisen hin sichtlich der Leichtigkeit, mit welcher eine starke Konstruktion aus Blech hergestellt werden kann, bieten doch Anlass zu Beden ken, wie in Fig. 13 bis 16 angegeben ist.
Bei der Nabe nach Fig. 13 und 14 er strecken sich die Eingriffsorgane der ganzen Nabenlänge entlang, während bei den Aus führungsformen nach Fig. 15 und 16 zwei getrennte Gruppen von Eingriffsorganen in verschiedenen Umlaufsebenen vorhanden sind. Bei allen diesen Ausführungen jedoch, die auf gewöhnlichen Herstellungsmethoden be ruhen, liegt die Möglichkeit vor, dass der Eingriff auf zwei gegenüberliegenden, pa rallelen Seiten stattfindet, wie in Fig. 13 bei m und m1 angedeutet ist, während zwischen den andern Seiten oder Flächen ein durch m2, m3, m4 und m5 angedeuteter Spielraum vor handen ist, der eine Gleitbewegung in radia ler Richtung parallel zu den in enger gegen seitiger Berührung befindlichen Seiten er laubt.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 15 und 16 kann derselbe Einwand gelten, indem dort enge Berührung vorhanden ist bei n, n1, o, o1 an den innern Enden der Nabenteile und bei p, p1, q, q1 an den äussern Enden der Na benteile und Spiel vorliegt bei n2, n3, n4, n5 und p2, p3, p4, p5; ferner bei o2, o3, o4 und o5; q2, q3, q4 und q5.
Die Fig. 17 und 18 zeigen eine Naben konstruktion mit durchgehenden Eingriffs organen bei der die eben angeführten Mängel beseitigt sind. Das regelmässige Vieleck, das ein Querschnitt durch die Nabe ergibt, besitzt eine ungerade Seitenzahl. Bei dieser Ausfüh rung äussert sich die durch eine auf das Ge winde e geschraubte Mutter ausgeübte Kraft in einer engen Berührung zwischen minde stens drei Paaren von Eingriffsflächen, wie bei r, r1 und r2, Fig. 17, angegeben. Da keine zwei der drei Flächenpaare einander parallel sind, so ist eine Gleitbewegung in radialer Richtung parallel zu irgend einem Flächen paar unmöglich, und obschon unvermeidlicher Spielraum bestehen mag, wie bei r3, r4, r5 und r6 angedeutet, so kann sich daraus keine gegenseitige Bewegung der beiden Hubteile ergeben.
In den vorstehend beschriebenen Figuren, welche mehr oder weniger als Diagramme zu betrachten sind, ist der grösseren Deutlichkeit wegen der mögliche Spielraum übertrieben gross dargestellt. In Wirklichkeit wird ein solcher Spielraum wesentlich kleiner sein.
Die F ig. 19 und 20 zeigen mit etwas mehr Einzelheiten den Bau eines Paares von Na benteilen a und b, die mittelst der üblichen Kugellager auf einer Achse s sitzen. Auf das Gewinde e ist eine Mutter e2 geschraubt- die den nötigen Druck ausübt, um den. einen Na benteil .auf .dem andern zu halten und die ge- wünschte enge Berührung zwischen den Ein griffsorganen zu bewirken.
Die Fig. 21 und 22 veranschaulichen eine Nabe mit zwei Gruppen von Eingriffsorga nen, die in verschiedenen Umlaufebenen wir ken. Der Querschnitt jeder solchen Gruppe ergibt ein regelmässiges Vieleck mit ungerader Seitenzahl. Bei dieser Ausführungsform wird für den Antrieb in der einen Richtung am innern Ende der Nabe t, @1 und t2 enge Be rührung hergestellt und am andern Ende der Nabe eine ähnliche Berührung, für den An trieb in der andern Richtung, bei v, v1 und v2. Die Betrachtung der Figuren ergibt, dass auch hier die möglichen Spielräume t3, t4, t5 und t6, sowie v3, v4, v5 und v6 zum Zwecke der deutlicheren Darstellung übertrieben dar gestellt sind.
Die vorstehende Beschreibung bezieht sich nur auf abnehmbare Räder. Es ist aber leicht ersichtlich, dass die Erfindung auch auf verschiedene andere Arten von Mechanis men in gleicher Weise anwendbar ist, so zum Beispiel beim Aufsetzen einer Büchse oder einer Riemenscheibe auf eine Welle, oder bei nahe überall, wo ein Glied undrehbar auf ein anderes Glied gesetzt werden und mit diesem eine Triebverbindung besitzen soll.
Es ist zu beachten, dass die beschriebenen Ausführungsformen nur als Beispiele gege ben sind, und dass zum gleichen Zwecke wie sie, andere Ausführungen verwendet werden können, ohne irgendwie vom Wesen dieser Erfindung abzuweichen.