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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG 1. Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung bezieht
sich auf eine die Rotation übertragende
Vorrichtung, die eine Einwegkupplung beinhaltet, die als eine angetriebene
Riemenscheibe verwendet werden kann, die an einem Ende einer sich
drehenden Welle oder eines Wechselstromerzeugers befestigt ist,
der z.B. ein selbstfahrender Generator ist, oder als ein Ritzel
oder ähnliches
an einem Ende einer sich drehenden Welle befestigt ist, die einen
Startermotor einer Selbststarteinrichtung bildet.
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2. Beschreibung des Stands
der Technik
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10 ist
eine Querschnittsansicht in Längsrichtung,
die einen herkömmlichen
Wechselstromgenerator zeigt, der z.B. in der nicht geprüften japanischen
Patentanmeldungs-Veröffentlichung
Nr. 7-139550 beschrieben ist.
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10 zeigt
eine Drehwelle 3, die drehbar durch ein Paar von Kugel-
und Walzenlagern 4 in einem Gehäuse 2 gelagert ist.
Ein Rotor 5 und und ein Kommutator 6 sind in einem
mittleren Bereich der Drehwelle 3 vorgesehen. Eine angetriebene
Riemenscheibe 7 ist an einem Ende der Drehwelle 3 befestigt,
die sich von einem Ende (dem rechten Ende in 10) des Gehäuses 2 erstreckt.
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Wenn der Wechselstromgenerator 1,
der wie oben beschrieben konfiguriert ist, an einem Motor angebracht
worden ist, wird ein endloser Riemen (nicht gezeigt) auf der angetriebenen
Riemenscheibe 7 angebracht. Die Energie einer Kurbelwelle
des Motors wird über
einen endlosen Riemen zu der sich drehenden Welle 3 transferiert,
dass die sich drehende Welle drehbar angetrieben wird, wodurch eine
Leistung erzeugt wird, die für
ein Fahrzeug notwendig ist.
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Bislang ist im allgemeinen die angetriebene Riemenscheibe 7 einfach
an der sich drehenden Welle 3 befestigt. In den vergangenen
Jahren wurde jedoch eine Riemenscheibeneinrichtung z.B. in der japanischen
nicht geprüften
Patentanmeldungs-Veröffentlichung
Nr. 56-101353, der japanischen nicht geprüften Patentanmeldungs-Veröffentlichung
Nr. 7-317807, der japanischen nicht geprüften Patentanmeldungs-Veröffentlichung
Nr. 8-61443, der japanischen nicht geprüften Patentanmeldungs-Veröffentlichung
Nr. 8-226462, der japanischen nicht geprüften Patentanmeldungs-Veröffentlichung
Nr. 11-22753 und der japanischen geprüften Patentanmeldungs-Veröffentlichung
Nr. 7-72585 vorgeschlagen, die eine Einwegkupplung beinhaltet. Die
Riemenscheibeneinrichtung ist eine die Rotation übertragende Einrichtung mit
einer eingebauten Einwegkupplung, in der Energie frei von einem
endlosen Riemen zu einer Drehwelle übertragen wird, wenn eine Laufgeschwindigkeit
des endlosen Riemens festgelegt ist oder ansteigend ist, während eine
Relativrotation der angetriebenen Riemenscheibe und der Drehwelle
erlaubt wird, wenn die Laufgeschwindigkeit des endlosen Riemens
abnimmt.
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11 ist
eine Querschnittsansicht in Längsrichtung,
die einen wesentlichen Abschnitt einer herkömmlichen Riemenscheibeneinrichtung,
die eine Einwegkupplung beinhaltet, zeigt, 12 ist eine Teilquerschnittsansicht entlang
der Linie XII-XII aus 11,
und 13 ist eine perspektivische
Ansicht, die einen wesentlichen Ausschnitt aus einem Rückhalterahmen
zeigt, der mit der herkömmlichen
Riemenscheibeneinrichtung, die die Einwegkupplung umfasst, eingesetzt
wird.
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Es wird auf 11 bis 13 Bezug
genommen. Die Riemenscheibeneinrichtung mit der eingebauten Einwegkupplung
hat ein Rohrstück 8,
das ein inneres Element ist, das fest und extern an der Drehwelle 3 des
Wechselstromgenerators 1 angebracht werden kann. Eine angetriebene
Riemenscheibe 7a, die ein zylindrisches äußeres Element
ist, ist konzentrisch mit dem Rohrstück 8 angebracht. Ein
Paar von Stützlagern 9 und
eine Walzenkupplung 10, die die Einwegkupplung ist, sind
zwischen einer äußeren Umfangsoberfläche des
Rohrstücks 8 und
einer inneren Umfangsoberfläche
der angetriebenen Riemenscheibe 7a vorgesehen.
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Das gesamte Rohrstück 8 ist
so gestaltet, dass es zylindrisch ist, fest und extern an einem
Ende der Drehwelle 3 des Wechselstromgenerators 1 angebracht
ist und zusammen mit der Drehwelle 3 gedreht werden kann.
Somit, wie es in 11 gezeigt ist,
ist ein mit Gewinde versehenes Loch 11 in einem mittleren
Bereich der inneren Umfangsoberfläche des Rohrstücks 8 geformt,
und das mit Gewinde versehene Loch 11 und ein Außengewinde,
das auf einer externen Umfangsoberfläche eines distalen Endbereichs
der Drehwelle 3 geformt ist, können miteinander verschraubt
werden. Ein distaler Endbereich der inneren Umfangsoberfläche des
Rohrstücks 8 (der
linke Endbereich in 11)
ist mit einem Verriegelungsloch 12 versehen, das einen
hexagonalen Querschnitt hat, so dass ein distales Ende eines Werkzeugs,
wie eines hexagonalen Schraubenschlüssels, in dem Verriegelungsloch 12 verriegelt werden
kann. Ein proximaler Endbereich der inneren Umfangsoberfläche des
Rohrstücks 8 (der
rechte Endbereich in 11)
ist mit einem runden Loch 13 versehen, das ohne Spiel in
einen Bereich passt, der näher
an der Mitte in dem distalen Endbereich der Drehwelle 3 ist.
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Um das Rohrstück 8 und die Drehwelle 3 zu kombinieren,
so dass sie sich nicht relativ drehen, können andere Strukturen, wie
eine Spline-Eingriffsstruktur, eine nicht kreisförmige Passstruktur oder ein Keileingriff,
eingesetzt werden. Ein mittlerer Bereich der äußeren Umfangsoberfläche des
Rohrstücks 8 hat
einen Bereich großen
Durchmessers 14, der einen größeren Durchmesser hat als der
Rest davon.
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Ein halber distaler Endbereich der äußeren Umfangsoberfläche der
angetriebenen Riemenscheibe 7a ist so geformt, dass sein
Querschnitt, der durch eine Achse läuft, gezahnt ist, dass ein
Teil eines endlosen Riemens gehalten wird, der ein Poly-V-Riemen genannt
wird. Die Walzenkupplung 10 befindet sich in einem axial
mittleren Bereich in einem Raum, der zwischen der äußeren Umfangsoberfläche des
Rohrstücks 8 und
der inneren Umfangsoberfläche
der angetriebenen Riemenscheibe 7a geformt ist, und das Paar
von Lagern 9 ist in Bereichen näher an beiden axialen Enden
des Raums angebracht, so dass die Lager axial die Walzenkupplung 10 von
beiden Enden klemmen.
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Die Stützlager 9 stützen eine
radiale Last, die auf die angetriebene Riemenscheibe 7a aufgebracht wird,
wobei sie eine Relativrotation der angetriebenen Riemenscheibe 7a und
des Rohrstücks 8 erlauben.
Die Lager 9 benutzen z.B. tiefnutige Kugellager.
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Die Walzenkupplung 10 erlaubt
die Übertragung
von Drehmoment zwischen der angetriebenen Riemenscheibe 7a und
dem Rohrstück 8 nur,
wenn die angetriebene Riemenscheibe 7a beginnt, sich relativ
in einer vorbestimmten Richtung in bezug auf das Rohrstück 8 zu
drehen.
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Um die Walzenkupplung 10 wie
oben beschrieben zu Konstruieren, wird ein innerer Kupplungsring 21 extern
auf den Bereich großen
Durchmessers 14 des Rohrstücks 8 durch Festziehen
befestigt. Der innere Kupplungsring 21 wird geformt, indem
ein Stahlblech, das aus Zementstahl oder ähnlichem gefertigt ist, einer
plastischen Bearbeitung unterworfen wird, wie einer Pressbearbeitung,
dass der gesamte Körper
in einer zylindrische Gestalt geformt wird, wobei eine Nockenoberfläche 22 auf
seiner äußeren Umfangsoberfläche geformt
wird. Insbesondere werden eine Vielzahl von ausgesparten Abschnitten 23,
wie Rampen, äquidistant
in der Umfangsrichtung in der äußeren Umfangsoberfläche des
inneren Kupplungsrings 21 geformt, wodurch die Nockenoberfläche 22 gebildet
wird. Ein abgeschrägter
Bereich 24, der wie eine konisch ausgesparte Oberfläche geformt
ist, wird auf einem Endbereich (dem einen Endbereich in 11) der inneren Umfangsoberfläche des
inneren Kupplungsrings 21 gebildet. Der abgeschrägte Bereich 24 dient
als eine Führungsoberfläche zum
Presspassen des inneren Kupplungsrings 21 auf die äußere Umfangsoberfläche des
Bereichs großen
Durchmessers 14.
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Weiterhin wird ein äußerer Kupplungsring 25 intern
auf einem mittleren Bereich der inneren Umfangsoberfläche der
angetriebenen Riemenscheibe 7a durch Festziehen aufgepasst
und dort befestigt. In der inneren Umfangsoberfläche des äußeren Kupplungsrings 25 ist
mindestens ein axial mittlerer Bereich, der gegen die Walzen 26 stößt, die
unten stehend beschrieben werden, einfach als eine zylindrische Oberfläche geformt.
Der äußeren Kupplungsring 25 wird
gebildet, indem ein Stahlblech, das aus Zementstahl oder ähnlichem
gefertigt ist, einer plastischen Bearbeitung unterworfen wird, wie
einer Pressbearbeitung, so dass der gesamte Körper in eine zylindrische Gestalt
geformt wird, und nach innen flanschförmige Klemmbacken 27a und 27b,
die einen kreisförmigen
Bereich vorsehen, sind an beiden axialen Enden davon geformt. Eine
der zwei Klemmbacken 27a und 27b, die Klemmhacke 27a, hat
die gleiche Dicke wie der zylindrische Bereich des äußeren Kupplungsrings 25,
da sie im voraus bei der Herstellung des äußeren Kupplungsrings 25 geformt wird.
Auf der anderen Seite ist die Klemmbacke 27b dünner gefertigt,
da sie über
den Durchmesser im Inneren des äußeren Kupplungsrings 25 geformt
wird, nachdem die Walzen 26, die später diskutiert werden, und
ein Kupplungsrückhaltering 28 installiert sind.
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Eine Vielzahl von Walzen 26,
die die Walzenkupplung 10 bilden, zusammen mit dem inneren Kupplungsring 21 und
dem äußeren Kupplungsring 25,
werden durch den inneren Kupplungsring 21 durch den extern
aufgepassten Kupplungsrückhaltering 28 gelagert,
der sich nicht im Verhältnis
zu dem inneren Kupplungsring 21 drehen kann, so dass sie rollen
können
und leicht in der Umfangsrichtung versetzt werden können.
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Der Kupplungsrückhaltering 28 ist
in eine käfigartige
zylindrische Gestalt aus einem Kunstharz gefertigt (z.B. einer Mischung,
die gefertigt wird, indem etwa 20% von Glasfasern einem Kunstharz
zugesetzt werden, wie Polyamid 66, Polyamid 46 oder Polyphenylensulfid).
Jedes Segment des Kupplungsrückhalterings 28 hat
ein Paar von ringförmigen
Rippen 29 und eine Vielzahl von Pfeilern 30, die
die paarweisen Rippen 29 verbinden.
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Ein quadratischer Raum, der durch
die inneren Seitenoberflächen
der Rippen 29 und die Umfangsseitenoberflächen der
Pfeiler 30 umfasst wird, bildet eine Tasche 31.
Jede der Walzen 26 ist in jeder der Taschen 31 gelagert,
so dass sie rollt und leicht in der Umfangsrichtung versetzt wird.
Weiterhin sind bogenförmige
Protuberanzen 32 an einer Vielzahl von Orten auf der inneren
Umfangsoberfläche
jeder Rippe 29 gebildet, und der Kupplungsrückhaltering 28 ist
lose auf den inneren Kupplungsring 21 aufgepasst. Die Protuberanzen 32 sind
mit den ausgesparten Abschnitten 23, die in der äußeren Umfangsoberfläche des
inneren Kupplungsrings 21 geformt sind, in Eingriff gebracht,
so dass die Relativrotation in bezug auf den inneren Kupplungsring 21 verhindert wird.
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Weiterhin wird eine Blattfeder 33 durch
einen Rückhalteabschnitt 30a gehalten,
der auf einer umfänglichen
Seitenoberfläche
des Pfeilers 30 vorgesehen ist, und ist in jeder der Taschen 31 vorgesehen. Die
Blattfeder 33 ist auf einen Bereich gerichtet, der enger über den
Durchmesser wird, einer zylindrischen Lücke, die zwischen der äußeren Umfangsoberfläche der
Nockenoberfläche 22 und
der inneren Umfangsoberfläche
(zylindrische Oberfläche)
des mittleren Bereichs des äußeren Kupplungsrings 25 geformt
ist, und drückt
elastisch die Walze 26 in der Umfangsrichtung des Kupplungsrückhalterings 28. Beide
axialen Endoberflächen
des Kupplungsrückhalterings 28 sind
eng gegenüber
den inneren Seitenoberflächen
der zwei Klemmbacken 27a und 27b des äußeren Kupplungsrings 25,
so dass ein axialer Versatz des Kupplungsrückhalterings 28 verhindert wird.
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In der Riemenscheibeneinrichtung,
die die Einwegkupplung beinhaltet, die wie oben beschrieben konstruiert
ist, bewegen sich die Walzen 26 in den Bereich, der über den
Durchmesser enger wird, der zylindrischen Lücke, die zwischen der äußeren Umfangsoberfläche der
Nockenoberfläche
22 und der
inneren Umfangsoberfläche
(zylindrische Oberfläche)
des mittleren Bereichs des äußeren Kupplungsrings 25 gebildet
ist, um die angetriebene Riemenscheibe 7a und das Rohrstück 8 zu
verriegeln, so dass sie sich nicht relativ drehen können, wenn die
angetriebene Riemenscheibe 7a und das Rohrstück 8 danach
streben, relativ sich in einer vorbestimmten Richtung zu drehen.
Auf der anderen Seite, wenn die angetriebene Riemenscheibe 7a und
das Rohrstück 8 relativ
in einer Richtung entgegengesetzt zu der vorbestimmten Richtung
sich drehen, ziehen sich die Walzen 26 zu einem Bereich
zurück, der über den
Durchmesser breiter wird, der zylindrischen Lücke, die zwischen der äußeren Umfangsoberfläche der
Nockenoberfläche 22 und
der inneren Umfangsoberfläche
des mittleren Bereichs des äußeren Kupplungsrings 25 geformt
ist, so dass der angetriebenen Riemenscheibe 7a und dem
Rohrstück 8 erlaubt
wird, eine Relativrotation durchzuführen (Freilauf).
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Im folgenden werden Vorteile beschrieben, die
erzielt werden, indem die Riemenscheibeneinrichtung mit der eingebauten
Einwegkupplung an einem Wechselstromgenerator angewendet wird.
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Wenn ein Antriebsmotor ein Dieselmotor
ist, steigen Fluktuationen in der Rotationswinkelgeschwindigkeit
einer Kurbelwelle während
der Umdrehung bei niedriger Geschwindigkeit an, wie in einem Leerlaufzustand.
Als eine Folge fluktuiert die Laufgeschwindigkeit eines endlosen
Riemens, der auf einer Antriebsriemenscheibe angebracht ist, entsprechend scharf.
Auf der anderen Seite sind Änderungen
in der Rotationsgeschwindigkeit der Drehwelle 3, die rotatorisch
durch den endlosen Riemen über
eine angetriebene Riemenscheibe angetrieben wird, nicht sehr plötzlich aufgrund
der Trägheitsmasse
der Drehwelle 3 und einem Rotor, der an der Drehwelle 3 befestigt ist.
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Als eine Folge tendieren der endlose
Gürtel und
die angetriebene Riemenscheibe, wenn die angetriebene Riemenscheibe
einfach an der Drehwelle 3 befestigt ist, dazu, einander
in beiden Richtung zu reiben, wenn die rotatorische Winkelgeschwindigkeit der
Kurbelwelle sich ändert.
Dies bewirkt Spannungen, die wiederholt in unterschiedlichen Richtungen auf
die angetriebene Riemenscheibe und den endlosen Riemen aufgebracht
werden, die miteinander reiben, was zu einem Schlüpfen führt, das
zwischen dem endlosen Riemen und der angetriebenen Riemenscheibe
stattfindet, oder zu einer verkürzten
Lebensdauer des endlosen Riemens.
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Wenn die Riemenscheibeneinrichtung
mit der eingebauten Einwegkupplung als die angetriebene Riemenscheibe
verwendet wird, wenn die Laufgeschwindigkeit des endlosen Riemens
festgelegt ist oder ansteigend ist, wird das Drehmoment von der angetriebenen
Riemenscheibe 7a zu der sich drehenden Welle 3 übertragen.
Umgekehrt, wenn die Laufgeschwindigkeit des endlosen Riemens abnimmt,
führen
die angetriebene Riemenscheibe 7a und die Drehwelle 3 eine
Relativdrehung durch. Somit, wenn die Laufgeschwindigkeit des endlosen
Riemens abnehmend ist, wird die rotatorische Winkelgeschwindigkeit
der angetriebenen Riemenscheibe 7a niedriger eingerichtet
als die rotatorische Winkelgeschwindigkeit der Rotationswelle 3,
um ein ernsthaftes Reiben zwischen dem endlosen Riemen und einem
Kontaktbereich der angetriebenen Riemenscheibe 7a zu verhindern.
Mit dieser Anordnung kann die Richtung der Spannung, die auf die
Reibbereiche der angetriebenen Riemenscheibe 7a und den
endlosen Riemen aufgebracht wird, festgelegt werden, wodurch das
Schlüpfen
zwischen dem endlosen Riemen und der angetriebenen Riemenscheibe 7a verhindert
wird und auch die Verkürzung
der Lebensdauer des endlosen Riemens verhindert wird.
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Weiterhin, wenn die angetriebene
Riemenscheibe direkt an der Rotationswelle 3 befestigt
ist und wenn die Rotationsgeschwindigkeit des Motors plötzlich abfällt, dann
fällt die
Rotationsgeschwindigkeit des Rotors, der an der Rotationswelle 3 befestigt ist,
entsprechend ab, was zu einem plötzlichen
Abfall in der Menge der Leistung führt, die durch den Wechselstromgenerator
erzeugt wird. Im Gegensatz dazu, wenn die Riemenscheibeneinrichtung,
die die Einwegkupplung beinhaltet, als die angetriebene Riemenscheibe
verwendet wird, fällt
die Rotationsgeschwindigkeit des Rotors langsam, selbst wenn die Rotationsgeschwindigkeit
der Antriebsmaschine plötzlich
abfällt,
aufgrund einer Trägheitskraft,
was eine Leistungserzeugung fortgesetzt ermöglicht, während des langsamen Abfalls
in der Rotationsgeschwindigkeit des Rotors. Mit dieser Anordnung
können
kinetische Energien der Rotationswelle und des Rotors effizient
verwendet werden mit einer resultierenden angestiegenen Leistung,
die durch den Wechselstromgenerator erzeugt wird, im Vergleich zu
einem Fall, in dem eine festgelegte angetriebene Riemenscheibe verwendet
wird.
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Wenn diese Art von Riemenscheibe,
die die Einwegkupplung beinhaltet, auf einen Wechselstromgenerator
oder einen Statormotor montiert wird, wenn die Rotationsgeschwindigkeit
einer Maschine in beträchtlichem
Maß fluktuiert,
dann wird die Kupplung konstant überlaufen,
was zu einem konstanten Schlüpfen
zwischen den Walzen und dem äußeren Ring
mit einem daraus resultierenden Erzeugen einer beträchtlichen
Menge von Wärme
führt.
Somit heizt die Reibungswärme
die Riemenscheibeneinrichtung, die die Einwegkupplung beinhaltet,
auf eine hohe Temperatur auf. In der herkömmlichen Riemenscheibeneinrichtung,
die die Einwegkupplung beinhaltet, ist der Kupplungsrückhaltering 28 aus
einem Kunstharz gefertigt, so dass die Reibungswärme die Steifigkeit des Kupplungsrückhalterings 28 beeinträchtigt.
Dies stellte ein Problem dahingehend dar, dass der Kupplungsrückhaltering 28 sich
deformieren kann und mit einem Betrieb der Kupplung in Konflikt
kommen kann, oder dass der Kupplungsrückhaltering 28 einer
thermischen Qualitätseinbuße unterliegt,
was zu einer Beeinträchtigung
des Vorsehens eines stabilen Betriebs oder einer zufriedenstellenden
Dauerhaftigkeit führt.
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Es bestand auch dahingehend ein Problem, dass
der Kupplungsrückhaltering 28 eine
komplizierte käfigartige
zylindrische Gestalt hat, so dass die Produktivität schlecht
ist, was eine Verringerung der Kosten verhindert.
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Es bestand ein anderes Problem dahingehend,
dass, da der Kupplungsrückhaltering 28 und die
Blattfeder 33 als getrennte Komponenten gefertigt sind,
was bedeutet, dass mehr Komponenten benötigt werden, ein unachtsames Überspringen
der Installation der Blattfeder 33 dazu führt, dass
eine daraus folgende schlechte Zusammenfügewirksamkeit erzielt wird.
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Es bestand noch ein anderes Problem
dahingehend, dass der Kupplungsrückhaltering 28 axial positioniert
wird, indem er durch die zwei Klemmbacken 17a und 17b des äußeren Kupplungsrings 25 gehalten
wird, so dass von dem Kupplungsrückhaltering 28 verlangt
wird, dass er im hohen Maß genaue Dimensionen
hat, was zu einer schlechten Produktivität führt.
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Eine ähnliche die Rotation übertragende
Einrichtung ist in
DE
198 43 946 A1 offenbart.
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ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
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Die vorliegende Erfindung wurde getätigt im Hinblick
auf das Lösen
der oben beschriebenen Probleme, und es ist eine Aufgabe der vorliegenden
Erfindung, eine die Rotation übertragende
Einrichtung vorzusehen, die eine Einwegkupplung beinhaltet, die einen
metallischen Kupplungsrückhaltering
hat, um seinen Widerstand gegenüber
Wärme zu
verbessern, so dass ein im hohen Maß dauerhafter und stabiler
Betrieb vorgesehen wird und die gleichzeitig hinsichtlich ihrer
Produktionskosten verbessert ist.
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Diese Aufgabe wird durch die in den
Patentansprüchen
1 und 7 definierte Einrichtung gelöst. Weitere Ausführungsformen
sind den Unteransprüchen
zu entnehmen. Die vorliegende Erfindung schlägt eine die Rotation übertragende
Vorrichtung vor, die eine Einwegkupplung beinhaltet, umfassend: ein
inneres Element, das an einem Ende einer sich drehenden Welle befestigt
ist; ein zylindrisches äußeres Element,
das um das innere Element angebracht ist, so dass es konzentrisch
mit dem inneren Element ist; eine Einwegkupplung, die zwischen einem
axialen mittleren Bereich einer äußeren Umfangsoberfläche des
inneren Elements und einem axialen mittleren Bereich einer inneren
Umfangsoberfläche
des äußeren Elements
vorgesehen ist und erlaubt, dass ein Drehmoment zwischen dem äußeren Element und
dem inneren Element nur übertragen
wird, wenn das äußere Element
nach einer Relativrotation in einer vorbestimmten Richtung in bezug
auf das innere Element strebt; und ein Paar von Stützlagern,
die zwischen der äußeren Umfangsoberfläche des
inneren Elements und der inneren Umfangsoberfläche des äußeren Elements vorgesehen sind,
so dass sie die Einwegkupplung von beiden axialen Enden halten,
und die dem inneren Element und dem äußeren Element erlauben, sich
relativ zu drehen, wobei sie eine radiale Last stützen, die
auf das äußere Element aufgebracht
wird, wobei die Einwegkupplung einen zylindrischen äußeren Kupplungsring
hat, der fest extern an einem axial mittleren Betrieb der inneren Umfangsoberfläche des äußeren Elements
angebracht ist, einen zylindrischen inneren Kupplungsring, der fest
extern an einem axial mittleren Bereich der äußeren Umfangsoberfläche des
inneren Elements angebracht ist und der seine äußere Umfangsoberfläche so geformt
hat, dass sie eine Nockenoberfläche
mit keilförmigen
Räumen
ist, die in vorbestimmten Abständen
in einer Umfangsrichtung vorgesehen sind, wobei die keilförmigen Räume durch Lücken definiert
sind, die zwischen der äußeren Umfangsoberfläche davon
und der inneren Umfangsoberfläche
des äußeren Kupplungsrings
geformt sind und die graduell enger werden in einer Umfangsrichtung,
Walzen, die in den jeweiligen keilförmigen Räumen vorgesehen sind, Federelemente,
die in den keilförmigen
Räumen
vorgesehen sind, so dass sie die Walzen in Richtung auf Bereiche
drücken
mit einer geringeren radialen Breite der keilförmigen Räume, und einen Kupplungsrückhalter,
der so angebracht ist, dass er keine Relativdrehung in bezug auf den
inneren Kupplungsring durchführen
kann und die Walzen so lagert, dass die Walzen rollen können und in
einer Umfangsrichtung versetzt werden können, und wobei der Kupplungsrückhalter
aus Metall gefertigt ist.
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Gemäss einem anderen Aspekt der
vorliegenden Erfindung ist eine die Rotation übertragende Vorrichtung vorgesehen,
die eine Einwegkupplung beinhaltet, umfassend: ein inneres Element,
das an einem Ende einer sich drehenden Welle befestigt ist; ein
zylindrisches äußeres Element,
das um das innere Element angebracht ist, so dass es konzentrisch mit
dem inneren Element ist; eine Einwegkupplung, die zwischen einem
axial mittleren Bereich einer äußeren Umfangsoberfläche des
inneren Elements und einem axial mittleren Bereich einer inneren
Umfangsoberfläche
des äußeren Elements
vorgesehen ist und erlaubt, dass ein Drehmoment zwischen dem äußeren Element und dem inneren Element übertragen wird
nur dann, wenn das äußere Element
zu einer Relativrotation in einer vorbestimmten Richtung in bezug
auf das innere Element neigt; und ein Paar von Stützlagern,
die zwischen der äußeren Umfangsoberfläche der
inneren Elements und der inneren Umfangsoberfläche des äußeren Elements vorgesehen sind,
so dass sie die Einwegkupplung von beiden axialen Enden halten,
und die dem inneren Element und dem äußeren Element erlauben, sich relativ
zu drehen, wobei sie eine radiale Last stützen, die auf das äußere Element
auf gebracht wird, wobei die Einwegkupplung einen zylindrischen äußeren Kupplungsring,
der fest intern an einem axial mittleren Bereich der inneren Umfangsoberfläche des äußeren Elements
angebracht ist, hat, einen Bereich großen Durchmessers des inneren
Elements, der auf einem axial mittleren Bereich der äußeren Umfangsoberfläche des
inneren Elements geformt ist und seine äußere Umfangsoberfläche so geformt
hat, dass sie eine Nockenoberfläche
mit keilförmigen
Räumen
ist, die in vorbestimmten Abständen
in einer Umfangsrichtung vorgesehen sind, wobei die keilförmigen Räume durch
Lücken
definiert werden, die zwischen der äußeren Umfangsoberfläche davon
und der inneren Umfangsoberfläche
des äußeren Kupplungsrings geformt
sind und die graduell enger in einer Umfangsrichtung werden, Walzen,
die in den jeweiligen keilförmigen
Räumen
angebracht sind, Federelemente, die in den keilförmigen Räumen angebracht sind, so dass
sie die Walzen in Richtung auf Bereiche mit kleineren radialen Breiten
der keilförmigen
Räume drücken, und
einen Kupplungsrückhalter,
der so angebracht ist, dass er keine Relativrotation in bezug auf
das innere Element ausüben
kann und die Walzen so lagert, dass die Walzen rollen können und
in einer Umfangsrichtung verschoben werden können, und wobei der Kupplungsrückhalter
aus Metall gefertigt ist.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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1 ist
eine Querschnittsansicht in Längsrichtung,
die einen wesentlichen Abschnitt einer Riemenscheibeneinrichtung,
die eine Einwegkupplung beinhaltet, gemäss einer ersten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt;
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2 ist
eine Teil-Querschnittsansicht entlang der Linie II-II aus 1;
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3 ist
eine perspektivische Ansicht, teilweise ausgeschnitten, die eine
Konstruktion eines Kupplungsrückhalters
zeigt, der auf die Riemenscheibeneinrichtung angewendet wird, die
die Einwegkupplung gemäss
der ersten Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung beinhaltet;
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4 ist
ein Diagramm, das das Anbringen eines Kupplungsrückhalters veranschaulicht,
der an die Riemenscheibeneinrichtung angebracht wird, die die Einwegkupplung
beinhaltet, gemäss
der ersten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung;
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5 ist
eine Querschnittsansicht, die einen wesentlichen Abschnitt einer
Riemenscheibeneinrichtung zeigt, die eine Einwegkupplung beinhaltet, gemäss einer
zweiten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung;
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6 ist
eine perspektivische Ansicht, teilweise ausgeschnitten, die eine
Konstruktion eines Kupplungsrückhalters
zeigt, der auf die Riemenscheibeneinrichtung angewendet wird, die
die Einwegkupplung beinhaltet, gemäss der zweiten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung;
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7 ist
ein Diagramm, das das Anbringen eines Kupplungsrückhalters veranschaulicht,
der auf die Riemenscheibeneinrichtung, die die Einwegkupplung beinhaltet,
gemäss
der zweiten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung angewendet wird;
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8 ist
eine Querschnittsansicht in Längsrichtung,
die einen wesentlichen Ausschnitt einer Riemenscheibeneinrichtung,
die eine Einwegkupplung beinhaltet, gemäss einer dritten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt;
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9 ist
eine Querschnittsansicht in Längsrichtung,
die einen wesentlichen Ausschnitt aus einer Riemenscheibeneinrichtung
zeigt, die eine Einwegkupplung beinhaltet, gemäss einer vierten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung;
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10 ist
eine Querschnittsansicht in Längsrichtung,
die einen herkömmlichen
Wechselstromgenerator zeigt;
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11 ist
eine Querschnittsansicht in Längsrichtung,
die einen wesentlichen Ausschnitt aus einer herkömmlichen Riemenscheibeneinrichtung,
die eine Einwegkupplung beinhaltet, zeigt;
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12 ist
eine Querschnittsansicht im Ausschnitt entlang der Linie XII-XII
aus 11; und
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13 ist
einer perspektivische Ansicht, die einen wesentlichen Ausschnitt
aus einem Aufnahmerahmen zeigt, der bei der herkömmlichen Riemenscheibeneinrichtung,
die die Einwegkupplung beinhaltet, eingesetzt wird.
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BESCHREIBUNG
DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Im folgenden werden Ausführungsformen der
vorliegenden Erfindung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen
beschrieben.
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Erste Ausführungsform
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1 ist
eine Querschnittsansicht in Längsrichtung,
die einen wesentlichen Ausschnitt aus einer Riemenscheibeneinrichtung
zeigt, die eine Einwegkupplung beinhaltet, gemäss einer ersten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung; 2 ist
eine teilweise Querschnittsansicht entlang der Linie II-II aus 1; 3 ist eine perspektivische Ansicht, teilweise
ausgeschnitten, die eine Konstruktion eines Kupplungsrückhalters
zeigt, der auf die Riemenscheibeneinrichtung angewendet wird, die
die Einwegkupplung beinhaltet, gemäss der ersten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung; und 4 ist ein
Diagramm, das das Anbringen eines Kupplungsrückhalters veranschaulicht,
der auf die Riemenscheibeneinrichtung, die die Einwegkupplung beinhaltet,
gemäss
der ersten Ausführungsform
der Erfindung angewendet wird.
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In den Zeichnungen wurden Komponenten, die
die gleichen oder äquivalent
zu denjenigen der herkömmlichen
Riemenscheibeneinrichtung sind, die die Einwegkupplung beinhaltet,
die gleichen Referenzziffern zugewiesen, und die Beschreibungen
davon entfallen oder sind verkürzt.
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Wie aus den Figuren zu erkennen ist,
hat eine Riemenscheibeneinrichtung 100 mit einer eingebauten
Einwegkupplung ein Rohrstück 40,
das ein inneres Element ist, das befestigt werden kann und extern
an einer sich drehenden Welle 3 eines Wechselstromgenerators 1 aufgepasst
werden kann. Eine angetriebene Riemenscheibe 7a, die ein
zylindrisches äußeres Element
ist, ist konzentrisch zu dem Rohrstück 14 angebracht.
Ein Paar von Stützlagern 9 und
eine Walzenkupplung 90, die Einwegkupplung ist, sind zwischen
einer äußeren Umfangsoberfläche des
Rohrstücks 40 und
einer inneren Umfangsoberfläche
der angetriebenen Riemenscheibe 7a vorgesehen.
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Das gesamte Rohrstück 40 ist
so geformt, dass es zylindrisch ist, befestigt und angepasst extern
an ein Ende der sich drehenden Welle 3 des Wechselstromgenerators 1,
und kann zusammen mit der sich drehenden Welle 3 gedreht
werden. Wie in dem Fall des herkömmlichen
Rohrstücks 8 hat
das Rohrstück 40 ein
abgeschrägtes
Loch 11, das in einem mittleren Bereich seiner inneren
Umfangsoberfläche
gebildet ist, ein Verriegelungsloch 12, das in einem distalen
Endbereich seiner inneren Umfangsoberfläche gebildet ist (der linke
Endbereich in 1), und
ein rundes Loch 13 in einem proximalen Endbereich der inneren
Umfangsoberfläche
davon (der rechte Endbereich in 1).
Weiterhin ist ein axial mittlerer Bereich des Rohrstücks 40 so
geformt, dass er ein Bereich 41 großen Durchmessers ist, der seine äußere Umfangsoberfläche als
eine zylindrische Oberfläche
geformt hat, und beide Enden des Bereichs großen Durchmessers 41 sind
so gebildet, dass sie Bereiche kleinen Durchmessers 42 vorsehen,
die ihre äußeren Umfangsoberflächen als
zylindrische Oberflächen
geformt haben.
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Ein innerer Kupplungsring 50 ist
extern in den Bereich großen
Durchmessers 41 des Rohrstücks 40 eingepasst
und befestigt durch einen Presssitz, so dass er sich nicht relativ
in bezug auf das Rohrstück 40 drehen
kann. Der innere Kupplungsring 50 wird geformt, indem ein
Stahlblech, das aus Zementstahl oder ähnlichem gefertigt ist, einer plastischen
Bearbeitung unterworfen wird, wie einer Pressbearbeitung, dass der
gesamte Körper
in eine zylindrische Form geformt wird, wobei eine Nackenoberfläche 22 auf
seiner äußeren Umfangsoberfläche gebildet
wird. Insbesondere sind eine Vielzahl von ausgesparten Abschnitten 23 ähnlich zu
Rampen äquidistant
in der Umfangsrichtung in der äußeren Umfangsoberfläche des inneren
Kupplungsrings 50 geformt, wodurch sie die Nockenoberfläche 22 bilden.
Ein abgeschrägter
Bereich 24, der wie eine konische, ausgesparte Oberfläche geformt
ist, ist auf einem Endbereich (dem linken Endbereich in 1) der inneren Umfangsoberfläche des
inneren Kupplungsrings 50 gebildet. Der abgeschrägte Bereich 24 dient
als eine Führungsoberfläche zum
Presspassen des inneren Kupplungsrings 50 auf die äußere Umfangsoberfläche des
Bereichs großen
Durchmessers 41.
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Weiterhin ist ein äußerer Kupplungsring 55 intern
an einem mittleren Bereich der inneren Umfangsoberfläche der
angetriebenen Riemenscheibe 7a aufgepasst und durch Presssitz
befestigt, so dass er sich nicht relativ in bezug auf die angetriebene
Riemenscheibe 7a drehen kann. In der inneren Umfangsoberfläche des äußeren Kupplungsrings 55 ist mindestens
ein axial mittlerer Bereich, der gegen die Walzen 56 stößt, die
unten stehend diskutiert werden, einfach als eine zylindrische Oberfläche geformt.
Der äußere Kupplungsring 55 wird
geformt, indem ein Stahlblatt, das aus Zementstahl oder ähnlichem
gefertigt ist, einer plastischen Bearbeitung unterworfen wird, wie
einer Pressbearbeitung, so dass der gesamte Körper in eine zylindrische Gestalt
geformt wird, und nach innen flanschförmige Klemmbacken 55a,
die einen kreisförmigen
Bereich vorsehen, sind auf beiden axialen Enden geformt. Die zwei Klemmbacken 55a sind
dünn gemacht,
da sie auf der inneren Seite über
den Durchmesser des äußeren Kupplungsrings 55 geformt
sind, nachdem Walzen 56 und ein Kupplungsrückhalter 60,
der später
diskutiert wird, installiert sind.
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Somit sind die keilförmigen Räume 39 in
vorbestimmten Abständen
in einer Umfangsrichtung vorgesehen, die durch Lücken definiert sind (radiale Breite)
zwischen der Nockenoberfläche 22 des
inneren Kupplungsrings 50 und der inneren Umfangsoberfläche des äußeren Kupplungsrings 55,
wobei die Lücken
graduell enger in einer Umfangsrichtung werden.
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Der Kupplungsrückhalter 60 setzt
sich aus einem Paar von Rückhalteplatten 61 zusammen,
die durch Metallbleche, wie rostfreie Bleche, geformt sind. Jeder
de Rückhalteplatten 61 setzt
sich aus einem zylindrischen Flansch 61a, einem Hauptkörper 61b,
der sich entlang des gesamten Umfangs nach außen in der radialen Richtung
von einem Ende des Flanschs 61a erstreckt, und einem Federabschnitt 61c,
einem Federelement, der durch Schneiden und Anheben eines Teils
des Hauptkörpers 61b geformt wird,
zusammen. Jede Rückhalteplatte 61 wird
extern aufgepasst und fixiert durch einen Presssitz an jedem der
Bereiche kleinen Durchmessers 42 von beiden Enden des Rohrstücks 40,
so dass eine Endoberfläche
des Hauptkörpers 61b gegen
eine Endoberfläche
des Bereichs großen
Durchmessers 41 des Rohrstücks 40 stößt. Somit
sind die Rückhalteplatten 61 axial
positioniert und installiert, so dass sie sich nicht relativ in
bezug auf das Rohrstück 40 drehen
können.
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Die Walzen 56 sind in den
keilförmigen
Räumen 39 vorgesehen
und werden durch den Kupplungsrückhalter 60 gestützt, der
an dem Rohrstück 40 befestigt
und extern aufgepasst ist, insbesondere durch das Paar von Rückhalteplatten 61,
so dass sie rollen können
und leicht in der Umfangsrichtung versetzt werden können. Jede
der Walzen 56 wird durch den Federabschnitt 61c in
Richtung auf einen Bereich des keilförmigen Raums 39 vorgespannt,
der eine kleinere radiale Breite hat.
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Beide Enden des äußeren Kupplungsrings 55 sind
nach innen in der radialen Richtung gebogen, dass sie die Klemmbacken 55a bilden,
nachdem die Walzen 56 und der Kupplungsrückhalter 60 installiert sind.
Die inneren Oberflächen
der zwei Klemmbacken 55a des äußeren Kupplungsrings 55 liegen
eng der äußeren Oberfläche des
Hauptkörpers 61b der Rückhalteplatte 61 gegenüber.
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Ein Paar von Stützlagern 9 ist zwischen
der äußeren Umfangsoberfläche des
Bereichs kleinen Durchmessers 42 des Rohrstücks 40 und
der inneren Umfangsoberfläche
der angetriebenen Riemenscheibe 7a durch Presssitz eingepasst,
so dass sie gegen die Endoberflächen
der Flansche 61 der Rückhalteplatten 61 stoßen.
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Somit bilden der innere Kupplungsring 50, der äußere Kupplungsring 55,
die Walzen 56 und der Kupplungsrückhalter 60 die Walzenkupplung 90.
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In der Riemenscheibeneinrichtung 100,
die die Einwegkupplung beinhaltet, die wie oben beschrieben konstruiert
ist, bewegen sich die Walzen 56 in den Bereich der keilförmigen Räume 39,
die zwischen der äußeren Umfangsoberfläche der
Nockenoberfläche 22 und
der inneren Umfangsoberfläche
(zylindrische Oberfläche)
des mittleren Bereichs des äußeren Kupplungsrings 55 geformt
sind, der enger wird über
den Durchmesser, wenn die getriebene Riemenscheibe 7a und
das Rohrstück 40 danach streben,
sich in einer vorbestimmten Richtung zu drehen, um die angetriebene
Riemenscheibe 7a und das Rohrstück 40 zu verriegeln,
so dass sie sich nicht relativ drehen können. Auf der anderen Seite,
wenn die angetriebene Riemenscheibe 7a und das Rohrstück 40 sich
relativ in einer Richtung entgegengesetzt zu der vorbestimmten Richtung
drehen, ziehen sich die Walzen 56 zu einem Bereich der
keilförmiger
Räume 39,
die zwischen der äußeren Umfangsoberfläche der
Nockenoberfläche 22 und
der inneren Umfangsoberfläche
des mittleren Bereichs des äußeren Kupplungsrings 55 geformt
sind, zurück,
der über den
Durchmesser breiter wird, wodurch der angetriebenen Riemenscheibe 7a und
dem Rohrstück 40 eine
Relativrotation ermöglicht
wird (Freilauf).
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Somit sieht die Riemenscheibeneinrichtung 100,
die die Einwegkupplung beinhaltet, die gleichen Vorteile vor, die
durch die herkömmliche
Riemenscheibeneinrichtung erzielt werden, wenn die Riemenscheibeneinrichtung 100 auf
einem Wechselstromgenerator montiert wird.
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Gemäss der ersten Ausführungsform
kann eine hohe Wärmewiderstandsfähigkeit
erzielt werden, da der Kupplungsrückhalter 60 aus einem
Metallblech, wie einem rostfreien Blech, gefertigt ist. Somit macht
es das Montieren der Ausführungsform
auf einem Wechselstromgenerator möglich, eine Qualitätseinbuße in der
Festigkeit oder eine Qualitätseinbuße durch
Wärme des
Kupplungsrückhalters 60 zu verhindern,
die durch Reibungswärme,
wie oben beschrieben, hervorgerufen wird, wodurch somit ein stabiler
Betrieb ermöglicht
wird und eine hohe Dauerhaftigkeit erzielt wird.
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Der Kupplungsrückhalter 60 wird durch
das Paar von Rückhalteplatten 61 geformt,
von denen jede Rückhalteplatte 61 den
Hauptkörper 61b hat, der
sich entlang des gesamten Umfangs nach außen in der Radialrichtung von
einem Ende des Flanschs 61a erstreckt. Diese Anordnung
erlaubt eine in hohem Maß einfachere
Konfiguration als diejenige des herkömmlichen Kupplungsrückhalters 28,
der die komplizierte, käfigartige,
zylindrische Gestalt hat. Eine Folge davon sind eine höhere Produktivität und reduzierte
Kosten.
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Weiterhin werden die Federabschnitte 61c geformt,
indem ein Teil der Hauptkörper 61b geschnitten
und angehoben wird, so dass die Anzahl der Komponenten reduziert
werden kann und ein Überspringen
der Installation der Federelemente verhindert werden kann, was zu
einer besseren Zusammenfügbarkeit
führt.
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Weiterhin ist der axial mittlere
Bereich des Rohrstücks 40 so
geformt, dass er der Bereich großen Durchmessers 41 ist,
und die Rückhalteplatten 61 werden
durch Presspassung auf den Bereich kleineren Durchmessers 42 des
Rohrstücks 40 aufgepasst,
so dass die Endoberflächen
der Hauptkörper 61b gegen
die Endoberfläche
des Bereichs großen Durchmessers 41 stoßen. Diese
Anordnung erlaubt den Rückhalteplatten 61,
dass sie einfach axial positioniert werden durch Presspassung der
Rückhalteplatten 61 auf
dem Bereich kleinen Durchmessers 42. Somit wird eine hohe
Abmessungsgenauigkeit nicht länger
für die
Rückhalteplatten 61 verlangt,
d.h. den Kupplungsrückhalter 60,
was es erlaubt, eine bessere Produktivität zu erzielen.
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Zusätzlich ist das Paar von Stützlagern 9 zwischen
der äußeren Umfangsoberfläche des
Bereichs kleinen Durchmessers 42 des Rohrstücks 40 und
der inneren Umfangsoberfläche
der angetriebenen Riemenscheibe 7a durch Presspassung aufgepasst,
so dass sie gegen die Endoberflächen
der Flansche 61a der Rückhalteplatten 61 stoßen. Diese Anordnung
verhindert sicher eine Axialbewegung der Rückhalteplatten 61 und
begrenzt die Axialbewegung des äußeren Kupplungsrings 55,
was einen Kontakt zwischen den Hauptkörpern 61b der Rückhalteplatten 61 und
den Klemmbacke 55a des äußeren Kupplungsrings 55 verhindert.
Als eine Folge kann ein stabiler Betrieb erzielt werden.
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In der ersten Ausführungsform,
die oben stehend beschrieben ist, wird die axiale Positionierung durchgeführt, indem
die Endoberflächen
der Rückhalteplatten 61 gegen
die Endoberfläche
des Bereichs großen
Durchmessers 41 des Rohrstücks 40 gebracht werden.
Die gleichen Vorteile können
erzielt werden, indem die Endoberflächen der Rückhalteplatten 61 gegen
die Endoberfläche
der inneren Kupplungsrings 50 gebracht werden, um das axiale Positionieren
durchzuführen.
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Zweite Ausführungsform
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5 ist
eine Querschnittsansicht, die einen wesentlichen Ausschnitt aus
einer Riemenscheibeneinrichtung, die eine Einwegkupplung gemäss einer zweiten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung beinhaltet, zeigt; 6 ist eine teilweise ausgeschnittene
perspektivische Ansicht, die eine Konstruktion eines Kupplungsrückhalters
zeigt, der auf die Riemenscheibeneinrichtung, die die Einwegkupplung
beinhaltet, gemäss
der zweiten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung angewendet wird; und 7 ist ein Diagramm, das das Anbringen
eines Kupplungsrückhalters
zeigt, der auf die Riemenscheibeneinrichtung angewendet wird, die
die Einwegkupplung beinhaltet, gemäss der zweiten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung.
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Es wird auf die oben stehenden Zeichnungen Bezug
genommen. Ein Kupplungsrückhalter 60A ist aus
einem Paar von Rückhalteplatten 61A geformt, die
aus Metallblechen gefertigt sind, wie rostfreien Blechen. Jede der
Rückhalteplatten 61A setzt
sich aus einem zylindrischen Flansch 61a, einem Hauptkörper 61b,
der sich nach außen
entlang des vollen Umfangs in der radialen Richtung von einem Ende des
Flansche 61a erstreckt, einem Federabschnitt 61c,
einem Federelement, das durch Schneiden und Angeben eines Teils
des Hauptkörpers 61b geformt ist,
und einem Anschlagstück 61b zusammen,
das durch Schneiden und Anheben eines Teils des Hauptkörpers 61b geformt
ist. Jede Rückhalteplatte 61A wird
extern an jedem Bereich kleinen Durchmessers 42 von beiden
Enden eines Rohrstücks 40 extern
aufgepasst und durch Presspassung fixiert, so dass eine Endoberfläche des
Hauptkörpers 61b gegen
eine Endoberfläche des
Bereichs großen
Durchmessers 41 des Rohrstücks 40 stößt und dass
das Anschlagstück 61d mit
einem ausgesparten Bereich 23 einer Nockenoberfläche 22 in
Eingriff ist. Somit sind die Rückhalteplatten 61 axial
und im Umfang positioniert und eingerichtet, so dass sie sich nicht
relativ in bezug auf das Rohrstück 40 drehen
können.
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Der Rest der Konstruktion der zweiten
Ausführungsform
ist gleich wie die Konstruktion der ersten Ausführungsform.
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Eine Riemenscheibeneinrichtung 101,
die eine Einwegkupplung gemäss
der zweiten Ausführungsform
beinhaltet, sieht die gleichen Vorteile vor wie diejenige der ersten
Ausführungsform.
Ferner wird die Rückhalteplatte 61A auf
den Bereich kleinen Durchmessers 42 des Rohrstücks 40 durch
Presspassung aufgepasst, so dass das Anschlagstück 61d, das durch
Schneiden und Anheben eines Teils des Hauptkörpers 61b der Rückhalteplatte 61A geformt
ist, mit dem ausgesparten Bereich 23 der Nockenoberfläche 22 in
Eingriff kommt. Somit arbeitet das Anschlagstück 61d als ein Positionierelement, was
ein einfacheres Positionieren der Rückhalteplatten 61A in
Umfangsrichtung erlaubt.
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In der zweiten Ausführungsform
werden die Rückhalteplatten 61A über eine
Presspassung auf dem Bereich kleinen Durchmessers 42 des
Rohrstücks 40 aufgepasst.
Alternativ dazu können
die Rückhalteplatten 61A jedoch
locker auf den Bereich kleinen Durchmessers 42 des Rohrstücks 40 aufgepasst
werden. In diesem Fall positioniert der Eingriff des Anschlagstücks 61d mit
dem ausgesparten Ausschnitt 23 der Nockenoberfläche 22 in
Umfangsrichtung die Rückhalteplatte 61A und
verhindert die Relativrotation der Rückhalteplatte 61A in
bezug auf das Rohrstück 40.
Weiterhin wird die Rückhalteplatte 61A axial
positioniert, indem die Rückhalteplatte 61 zwischen
dem Stützlager 9 und der
Endoberfläche
des Bereichs großen
Durchmessers 41 gehalten wird:
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Dritte Ausführungsform
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8 ist
eine Querschnittsansicht in Längsrichtung,
die einen wesentlichen Ausschnitt aus einer Riemenscheibeneinrichtung
zeigt, die eine Einwegkupplung gemäss einer dritten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung beinhaltet.
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Es wird auf 8 Bezug genommen. Ein Rohrstück 40 hat
seinen axial mittleren Bereich so geformt, dass er ein Bereich großen Durchmessers 41 ist,
wobei seine äußeren Umfangsoberfläche als eine
Nockenoberfläche 22 geformt
ist. Auf beiden Seiten des Bereichs großen Durchmessers 41 sind Bereiche
kleinen Durchmessers 42 geformt, die zylindrische äußere Umfangsoberflächen haben.
Weiterhin sind Bereiche mittleren Durchmessers 43, die zylindrische äußere Umfangsoberflächen haben,
auf beiden axialen Enden des Bereichs großen Durchmessers 41 geformt.
Keilförmige
Räume sind
in vorgegebenen Abständen
in einer Umfangsrichtung vorgesehen, die durch Lücken (radiale Breite) zwischen der
Nockenoberfläche 22 des
Bereichs großen Durchmessers 41 und
der inneren Umfangsoberfläche
eines äußeren Kupplungsrings 55 definiert
werden, wobei die Lücken
graduell enger in einer Umfangsrichtung werden. Walzen 56 sind
in den jeweiligen keilförmigen
Räumen
angebracht, und die Rückhalteplatte 61A ist über einen
Presssitz auf den Bereich mittleren Durchmessers 43 von
beiden axialen Enden aufgepasst, so dass die Endoberfläche des Hauptkörpers 61b gegen
die Endoberfläche
des Bereichs großen
Durchmessers 41 des Rohrstücks 4 stößt. Somit
bilden der Bereich großen
Durchmessers 41 des Rohrstücks 40A, der äußere Kupplungsring 55,
die Walzen 56 und der Kupplungsrückhalter 60A eine
Walzenkupplung.
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Der Rest der Konstruktion der dritten
Ausführungsform
ist identisch zu der Konstruktion der zweiten Ausführungsform.
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Eine Riemenscheibeneinrichtung 102,
die eine Einwegkupplung gemäss
der dritten Ausführungsform
beinhaltet, sieht die gleichen Vorteile vor, wie diejenigen der
zweiten Ausführungsform,
wie oben beschrieben worden ist. Weiterhin, da die äußere Umfangsoberfläche des
Bereichs großen
Durchmessers 41 des Rohrstücks 40A geformt ist,
dass sie die Nockenoberfläche 22 ist,
wird der innere Kupplungsring 50 nicht länger benötigt, so
dass die Anzahl von Komponenten reduziert werden kann. Dies erlaubt
eine verbesserte Zusammenbaubarkeit und niedrigere Kosten.
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In der oben beschriebenen dritten
Ausführungsform
sind die Bereiche mittleren Durchmessers 43 an beiden Enden
des Bereichs großen
Durchmessers 41 des Rohrstücks 40A geformt. Alternativ
dazu kann jedoch der axial mittlere Bereich des Rohrstücks geformt
sein, dass der Bereich großen
Durchmessers 41 seine äußere Umfangsoberfläche als
die Nockenoberfläche 22 hat,
und beide axialen Endbereiche des Bereichs großen Durchmessers des Rohrstücks können geformt
sein, dass sie die Bereiche kleinen Durchmessers 42 sind,
die die zylindrischen äußeren Umfangsoberflächen haben,
wodurch somit der Bereich mittleren Durchmessers 43 entfällt. In diesem
Fall sind die Rückhalteplatten 61A auf
das Rohrstück
durch Presspassung auf den Bereichen kleinen Durchmessers 42 von
beiden axialen Enden montiert, so dass die Endoberflächen der
Hauptkörper 61b gegen
die Endoberflächen
des Bereichs großen
Durchmessers 41 des Rohrstücks stoßen. Da die Bereiche mittleren
Durchmessers 43 entfallen, kann das Rohrstück einfacher
unter niedrigeren Kosten entsprechend gefertigt werden.
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Vierte Ausführungsform
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9 ist
eine Querschnittsansicht in Längsrichtung,
die einen wesentlichen Ausschnitt aus einer Riemenscheibeneinrichtung
zeigt, die eine Einwegkupplung gemäss einer vierten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung beinhaltet.
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9 zeigt
ein Rohrstück 40B,
das eine zylindrische äußere Umfangsoberfläche hat.
Ein innerer Kupplungsring 50A hat seinen axial mittleren
Bereich geformt, dass er ein Bereich großen Durchmessers 51 ist,
wobei dessen äußere Umfangsoberfläche als
eine Nockenoberfläche 22 geformt
ist, und hat seine beiden axialen Endbereiche geformt, dass sie Bereiche
kleinen Durchmessers 52 sind, die zylindrische äußere Umfangsoberflächen haben.
Ein äußerer Kupplungsring 55A ist
zylindrisch geformt. Keilförmige
Räume sind
in vorbestimmten Abständen
in einer Umfangsrichtung vorgesehen, wobei die keilförmigen Abstände durch
Lücken
definiert sind (radiale Breite) zwischen der Nockenoberfläche 22 des
Bereichs großen
Durchmessers 51 und der inneren Umfangsoberfläche eines äußeren Kupplungsrings 55A, wobei
die Lücken
graduell enger in einer Umfangsrichtung werden. Walzen 56 sind
in den jeweiligen keilförmigen
Räumen
angebracht, und Rückhalteplatten 61A sind über eine
Presspassung auf den Bereichen kleinen Durchmessers 42 von
beiden axialen Enden so aufgepasst, dass die Endoberfläche eines Hauptkörpers 61b gegen
die Endoberfläche
des Bereichs großen
Durchmessers 51 des inneren Kupplungsrings 50A stößt. Somit
bilden der inneren Kupplungsring 50A, der äußere Kupplungsring 55,
die Walzen 56 und ein Kupplungsrückhalter 60a eine Walzenkupplung.
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Der Rest der Konstruktion der vierten
Ausführungsform
ist gleich zu der Konstruktion der zweiten Ausführungsform.
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Eine Riemenscheibeneinrichtung 103,
die eine Einwegkupplung gemäss
der vierten Ausführungsform
beinhaltet, sieht die gleichen Vorteile vor wie diejenigen der zweiten
Ausführungsform,
die oben beschrieben worden ist. Weiterhin ist der axial mittlere
Bereich des inneren Kupplungsrings 50A geformt, dass er
der Bereich großen
Durchmessers 51 ist, wobei seine äußere Umfangsoberfläche als
die Nockennberfläche 22 geformt
ist, beide Endbereiche des Bereichs großen Durchmessers 51 sind
geformt, dass sie Bereiche kleinen Durchmessers 52 sind,
die zylindrische äußere Umfangsoberflächen haben,
und die Rückhalteplatten 61A sind
auf die Bereiche kleinen Durchmessers 52 über eine
Presspassung aufgepasst, so dass die äußere Umfangsoberfläche des Rohrstücks 40B zylindrisch
geformt werden kann. Dies vermeidet die Notwendigkeit zum Formen
des Bereichs großen
Durchmessers auf dem axial mittleren Bereich des Rohrstücks 40B,
was eine höhere Produktivität der Rohrstücke und
entsprechend verringerte Kosten erlaubt. Zusätzlich, da der äußere Kupplungsring 55A zylindrisch
geformt ist, ist es nicht länger
notwendig, die zwei Enden nach innen über den Durchmesser zu biegen,
nachdem er fest intern an der inneren Umfangsoberfläche der
angetriebenen Riemenscheibe 7a fixiert ist, was somit zu
einer verbesserten Zusammenbaubarkeit führt.
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In den oben beschriebenen Ausführungsformen
werden ein Paar von Kugellagern als das Paar von Stützlagern
eingesetzt; das Paar von Stützlagern ist
jedoch nicht darauf beschränkt.
Zum Beispiel kann ein Paar von Walzenlagern verwendet werden, oder ein
Kugellager und ein Walzenlager können
gepaart werden.
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In den oben beschriebenen Ausführungsformen
ist der Federabschnitt 61c durch Schneiden und Anheben
eines Teils des Hauptkörpers 61b geformt; ein
Federabschnitt, der aus einem Metallblech, wie einem rostfreien
Blech, zusammengesetzt ist, kann jedoch integral mit dem Hauptkörper 61b durch Schweißen oder ähnliches
gebildet sein.
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Weiterhin sind in den oben beschriebenen Ausführungsformen
die Rückhalteplatten 61 oder 61A aus
rostfreiem Stahl geformt. Die Rückhalteplatten 61, 61a können jedoch
aus kalt gewalzten Karbonstahlblechen oder Federblechen zusätzlich zu den
rostfreien Blechen zusammengesetzt sein.
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Weiterhin wurde in den oben beschriebenen Ausführungsformen
die vorliegende Erfindung auf die Riemenscheibe für Wechselstromgeneratoren angewendet.
Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf die oben stehenden
Anwendungen beschränkt;
die Erfindung kann auch auf z.B. die Rotation übertragende Einheit eines Startermotors
angewendet werden, der eine Selbststarteinrichtung bildet. In diesem
Fall wird eine äußere Umfangsoberfläche eines
zylindrischen äußeren Elements
mit einem Ritzel versehen, das mit einem Ringzahnrad in Eingriff
kommen kann, das auf einer äußeren Umfangsoberfläche eines
Flyderrads gebildet ist.
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Die vorliegende Erfindung, die wie
oben beschrieben konfiguriert ist, sieht die folgenden Vorteile vor.
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Die die Rotation übertragende Vorrichtung, die
eine Einwegkupplung beinhaltet, in Übereinstimmung mit der vorliegenden
Erfindung, umfasst: ein inneres Element, das an einem Ende einer
Drehwelle befestigt ist; ein zylindrisches äußeres Element, das um das innere
Element angebracht ist, so dass es konzentrisch mit dem inneren
Element ist; eine Einwegkupplung, die zwischen einem axial mittleren
Bereich einer äußeren Umfangsoberfläche des
inneren Elements und einem axial mittleren Bereich einer inneren
Umfangsoberfläche
des äußeren Elements vorgesehen
ist und erlaubt, dass ein Drehmoment zwischen dem äußeren Element
und dem inneren Element übertragen
wird, nur wenn das äußeren Element
danach strebt, eine Relativrotation in einer vorbestimmten Richtung
in bezug auf das innere Element durchzuführen; und ein Paar von Stützlagern, die
zwischen der äußeren Umfangsoberfläche des inneren
Elements und der inneren Umfangsoberfläche des äußeren Elements vorgesehen sind,
so dass sie die Einwegkupplung von beiden axialen Enden halten,
und dem inneren Element und dem äußeren Element
erlauben, dass sie sich relativ drehen, wobei sie eine radiale Last
stützen,
die auf das äußere Element
aufgebracht wird, wobei die Einwegkupplung einen zylindrischen äußeren Kupplungsring
hat, der fest intern an einen axial mittleren Bereich der inneren
Umfangsoberfläche
des äußeren Elements
angepasst ist, einen zylindrischen inneren Kupplungsring, der fest
extern an einem axial mittleren Bereich der äußeren Umfangsoberfläche des
inneren Elements angepasst ist und der seine äußere Umfangsoberfläche geformt
hat, dass sie eine Nockenoberfläche
ist mit keilförmigen
Räumen,
die in vorbestimmten Abständen
in einer Umfangsrichtung vorgesehen sind, wobei die keilförmigen Räume durch
die Lücken
definiert werden, die zwischen der äußeren Umfangsoberfläche davon
und der inneren Umfangsoberfläche des äußeren Kupplungsrings
geformt sind und die graduell enger in einer Umfangsrichtung werden, Walzen,
die in den jeweiligen keilförmigen
Räumen angebracht
sind, Federelemente, die in den keilförmigen Räumen angebracht sind, so dass
sie die Walzen in Richtung auf Bereiche mit kleineren radialen Breiten
der keilförmigen
Räume vorspannen,
und einen Kupplungsrückhalter,
der so angebracht ist, dass er keine Relativrotation in bezug auf
den inneren Kupplungsring durchführen
kann und die Walzen so stützt,
dass die Walzen rollen können
und in einer Umfangsrichtung versetzt werden können, und wobei der Kupplungsrückhalter
aus Metall gefertigt ist. Diese Anordnung macht es möglich, eine
die Rotation übertragende
Einrichtung zu erzielen, die eine Einwegkupplung beinhaltet, die
einen höheren
Wärmewiderstand
des Kupplungsrückhalters
vorsieht, höhere
Dauerhaftigkeit und einen stabilen Betrieb.
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Der Kupplungsrückhalter hat ein Paar von Rückhalteplatten,
wobei jede der Rückhalteplatten aus
einem zylindrischen Flansch und einem Hauptkörper zusammengesetzt ist, der
sich entlang des vollen Umfangs nach außen in der radialen Richtung von
einem Ende des Flanschs erstreckt. Das Paar von Rückhalteplatten
wird extern an das innere Element angebracht, so dass sie die Walzen
halten, wobei die Hauptkörper
einander gegenüberliegen.
Mit dieser Anordnung kann die Konstruktion des Kupplungsrückhalters
vereinfacht werden mit einer resultierenden höheren Produktivität und niedrigeren
Kosten.
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Die Federelemente, die integral mit
den Hauptkörpern
geformt sind, reduzieren die Anzahl der Komponenten und eliminieren
die Gefahr des Vergessens der Installation der Federelemente, was zu
einer verbesserten Zusammenbaubarkeit führt.
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Die Federelemente werden gebildet
durch Schneiden und Anheben eines Teils der Hauptkörper, so
dass die Federelemente gleichzeitig geformt werden können, wenn
die Rückhalteplatten
hergestellt werden.
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Das Anschlagstück, das gebildet wird durch Schneiden
und Anheben eines Teils des Hauptkörpers, kommt mit einem Bereich
der Nockenoberfläche
eines vorbestimmten Gebiets in Eingriff, das ein Teil umfasst, in
dem eine radiale Breite des keilförmigen Raums einen Maximalwert
erreicht, wobei die Relativrotation der Rückhalteplatte in bezug auf
den inneren Kupplungsring verhindert wird. Diese Anordnung reduziert
die Anzahl der Komponenten und eliminiert die Gefahr des Vergessens
der Installation des Anschlagstücks,
was zu einer verbesserten Zusammenbaubarkeit führt.
-
Der innere Kupplungsring hat seine
beiden axialen Endbereiche geformt, dass sie Bereiche kleinen Durchmessers
sind mit zylindrischen äußeren Umfangsoberflächen, und
hat einen Bereich großen Durchmessers
mit seiner äußeren Umfangsoberfläche geformt,
dass sie die Nockenoberfläche
ist, wobei sich der Bereich großen
Durchmessers zwischen den zwei Bereichen kleinen Durchmessers befindet. Die
Rückhalteplatten
werden über
eine Presspassung auf die Bereiche kleinen Durchmessers des inneren
Kupplungsrings aufgepasst, so dass die Endoberflächen der Hauptkörper gegen
die Endoberflächen
des Bereichs großen
Durchmessers des inneren Kupplungsrings stoßen. Diese Anordnung umgeht
die Notwendigkeit des Bildens des Bereichs großen Durchmessers auf dem axial
mittleren Bereich des inneren Elements, so dass die Produktivität des inneren
Elements verbessert werden kann und dass die Kosten entsprechend
reduziert werden können. Weiterhin
stoßen
die Rückhalteplatten
gegen die Endoberflächen
des Bereichs großen
Durchmessers, wodurch sie in der Axialrichtung positioniert werden; somit
wird eine hohe dimensionale Genauigkeit nicht länger für die Rückhalteplatten benötigt, was
eine verbesserte Produktivität
erlaubt.
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Das innere Element hat seinen axial
mittleren Bereich geformt, dass es der Bereich großen Durchmessers
ist, und der innere Kupplungsring wird fixiert und extern auf den
Bereich großen
Durchmessers des inneren Elements aufgepasst. Die Rückhalteplatten
werden über
eine Presspassung auf das innere Element aufgepasst, so dass die
Endoberflächen
der Hauptkörper
gegen mindestens entweder die Endoberflächen des Bereichs großen Durchmessers
des inneren Elements oder die Endoberflächen des inneren Kupplungsrings
stoßen.
Somit, da die Rückhalteplatten
axial positioniert werden, indem sie gegen mindestens entweder die
Endoberflächen
des Bereichs großen
Durchmessers oder die Endoberflächen
des inneren Kupplungsrings stoßen,
wird eine hohe dimensionale Genauigkeit nicht länger für die Rückhalteplatten benötigt, was
eine verbesserte Produktivität
erlaubt.
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Weiterhin umfasst die die Rotation übertragende
Vorrichtung, die eine Einwegkupplung gemäss der vorliegenden Erfindung
umfasst: ein inneres Element, das an einem Ende einer Rotationswelle
befestigt ist; ein zylindrisches äußeres Element, das um das innere
Element angebracht ist, so dass es konzentrisch zu dem inneren Element
ist; eine Einwegkupplung, die zwischen einem axial mittleren Bereich einer äußeren Umfangsoberfläche des
inneren Elements und einem axial mittleren Bereich einer inneren
Umfangsoberfläche
des äußeren Elements
vorgesehen ist und erlaubt, dass ein Drehmoment zwischen dem äußeren Element
und dem inneren Element nur dann übertagen wird, wenn das äußere Element
danach strebt, eine Relativrotation in einer vorbestimmten Richtung
in bezug auf das innere Element durchzuführen; und ein Paar von Stützlagern, die
zwischen der äußeren Umfangsoberfläche des inneren
Elements und der inneren Umfangsoberfläche des äußeren Elements vorgesehen sind,
so dass sie die Einwegkupplung von beiden axialen Enden halten und
dem inneren Element und dem äußeren Element
erlauben, sich relativ zu drehen, wobei sie eine radiale Last stützen, die
auf das äußere Element aufgebracht
wird, wobei die Einwegkupplung einen zylindrischen äußeren Kupplungsring
hat, der fest intern auf einen axial mittleren Bereich der inneren
Umfangsoberfläche
des äußeren Elements
aufgepasst ist, einen Bereich großen Durchmessers des inneren Elements,
der auf einem axial mittleren Bereich der äußeren Umfangsoberfläche des
inneren Elements geformt ist und der seine äußere Umfangsoberfläche geformt
hat, dass sie eine Nockenoberfläche
ist mit keilförmigen
Räumen,
die in vorbestimmten Abständen
in einer Umfangsrichtung vorgesehen sind, wobei die keilförmigen Räume durch
Lücken
definiert werden, die zwischen der äußeren Umfangsoberfläche davon
und der inneren Umfangsoberfläche
des äußeren Kupplungsrings
geformt sind, und die graduell enger in einer Umfangsrichtung werden,
Walzen, die in den jeweiligen keilförmigen Räumen angebracht sind, Federelemente,
die sich in den keilförmigen
Räumen
befinden, so dass sie die Walzen in Richtung auf Bereiche mit kleineren
radialen Breiten der keilförmigen
Räume drücken, und
einen Kupplungsrückhalter,
der so angebracht ist, dass er keine Relativrotation in bezug auf
das innere Element durchführen
kann und die Walzen so stützt,
dass die Walzen rollen können
und in einer Umfangsrichtung versetzt werden können, und wobei der Kupplungsrückhalter
aus Metall gefertigt ist. Diese Anordnung macht es möglich, eine
die Rotation übertragende Vorrichtung
zu erzielen, die eine Einwegkupplung beinhaltet, die einen hohen
Wärmewiderstand
eines Kupplungsrückhalters
mit einer daraus folgenden höheren
Dauerhaftigkeit und einem stabilen Betrieb als Merkmal hat, und
niedrigere Kosten, aufgrund der Abwesenheit des inneren Kupplungsrings.
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Der Kupplungsrückhalter hat ein Paar von Rückhalteplatten,
wobei der Rückhalteplatten
sich aus einem zylindrischen Flansch und einem Hauptkörper zusammensetzt,
der sich entlang des gesamten Umfangs nach außen in der radialen Richtung von
einem Ende des Flansches erstreckt. Das Paar von Rückhalteplatten
ist extern auf das innere Element aufgepasst, so dass sie die Walzen
halten, wobei die Hauptkörper
einander gegenüber
liegen. Mit dieser Anordnung kann die Konstruktion des Kupplungsrückhalters
vereinfacht werden mit einer daraus resultierenden höheren Produktivität und niedrigeren Kosten.
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Die Federelemente, die integral mit
den Hauptkörpern
geformt sind, reduzieren die Anzahl von Komponenten und eliminieren
die Gefahr des Vergessens der Installation der Federelemente, was zu
einer verbesserten Zusammenbaubarkeit führt.
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Die Federelemente werden durch Schneiden und
Anheben eines Teils der Hauptkörper
geformt, so dass die Federelemente zur gleichen Zeit geformt werden
können,
zu der die Rückhalteplatten
hergestellt werden.
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Das Anschlagstück, das durch Schneiden und
Anheben eines Teils des Hauptkörpers
geformt ist, kommt mit einem Bereich der Nockenoberfläche eines
vorbestimmten Gebiets in Eingriff, das einen Teil umfasst, in dem
eine radiale Breite des keilförmigen
Raums einen Maximalwert erreicht, wodurch die Relativrotation der
Rückhalteplatte
in Bezug auf das innere Element verhindert wird. Diese Anordnung
reduziert die Anzahl der Komponenten und eliminiert die Gefahr des
Vergessens der Installation des Anschlagstücks, was zu einer verbesserten
Zusammenbaubarkeit führt.
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Beide axiale Enden des Bereichs großen Durchmessers
des inneren Elements werden geformt, dass sie die Bereiche mittleren
Durchmessers sind, die zylindrische äußere Umfangsoberflächen haben.
Die Rückhalteplatten
werden über
eine Presspassung in die Bereiche mittleren Durchmessers des inneren
Elements eingepasst, so dass die Endoberflächen der Hauptkörper gegen
die Endoberflächen
des Bereichs großen
Durchmessers des inneren Elements stoßen. Mit dieser Anordnung werden die
Rückhalteplatten
in der Axialrichtung positioniert, indem sie gegen die Endoberflächen des
Bereichs großen
Durchmessers stoßen,
wodurch die Notwendigkeit für
eine hohe dimensionale Genauigkeit in den Rückhalteplatten vermieden wird
mit folglich einer verbesserten Produktivität.
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Die Rückhalteplatten werden über eine
Presspassung auf das innere Element aufgepasst, so dass die Endoberflächen der
Hauptkörper
gegen die Endoberflächen
des Bereichs großen
Durchmessers des in Eingriffs stoßen. Mit dieser Anordnung können die
Rückhalteplatten
axial positioniert werden, indem sie gegen die Endoberflächen des
Bereichs großen Durchmessers
gebracht werden, was die Notwendigkeit für eine hohe dimensionale Genauigkeit
in den Rückhalteplatten
eliminiert mit einer daraus resultierenden höheren Produktivität. Zusätzlich ist
es nicht länger
notwendig, den Bereich mittleren Durchmessers zu bilden, so dass
das innere Element einfacher hergestellt werden kann und die Kosten
entsprechend reduziert werden können.