DE1932155C - Khnkenrucklaufsperre oder Klinken schaltwerk - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Klinkenrücklaufsperre oder ein Klinkenschaltwerk mit mehreren, über den Umfang und in einem innenverzahnten Hohlkörper angeordneten, in eine Bewegungsrichtung als Klinken wirksamen Eingriffselementen, insbesondere für die Übertragung zweier unterschiedlicher Antriebe auf eine gemeinsame Welle, wobei die Klinken ais feingliedrige und langarmige Ausleger mit jeweils partiell konzentrisch und mit Abstand zum Innenradius des Hohlkörpers verlaufenden, in Belastungsrichtung elastischen Klinkenarmen eines einzigen Teiles ausgebildet sind.

Klinkenschaltwerke finden beispielsweise ihre Anwendung zur Übertragung einer Fahrwegstrecke und einer Wartezeiteinheit auf eine registrierende gemeinsame Hubradwelle in einem Fahrpreisanzeigegerät. Gleichzeitig kann auch dort eine Klinkenrücklaufsperre oder ein Klinkenschaltwerk eingesetzt werden, wo on durch be spielsweise einen Zugmagneten impulsförmig aufziehbares Zeitlaufwerk verwendet wird. Derartige Schaltwerke bestehen im allgemeinen aus einem lose auf einer Welle sitzenden, mit der Antriebsseite getrieblich verbundenen Teil und einem auf der gleichen Welle angeordneten und mit dieser verdrehfest verbundenen Mitnehruerelement. Um einen möglichst direkten, jedoch nicht zu harten Eingriffseflekt in die eine vorgesehene Mitnahmedrehrichtung zu erreichen, ist ein Mitnehmerelcment erforderlich, das innerhalb der zulässigen Übertragungsverluststrecken greift, d. h. eine möglichst schlupffreie Mitnahme bewiikt. Auch muß erreicht werden, daß impulsförmige ouei schrittförmige Antriebsmomente möglichst direkt, jetioch um dabei auftretende Kraftvvirkungsspitzen zu dämpfen, mit einer gewissen Elastizität übertragen werden. Ist es möglich, diese letztgenannte Forderung zu erfüllen, so kann der damit erzielte Vorteil in bezug auf die Lebensdauer solcher Einrichtungen nicht hoch genug eingeschätzt werden.

Es ist eine Einrichtung bekannt, die beispielsweise in der USA.-Patentschrift 986 758 gezeigt ist, bei der das Schaltwerk einerseits aus einer Anordnung von mehreren Klinken auf einem Zahnrad und andererseits aus einem konzentrisch auf der gleichen Welle gelagerten Sperrad besteht. Dabei ist jede Klinke jeweils auf einem Bolzen in der Zahnradscheibe drehbar gelagert und wird durch einzelne Blattfedern in Eingriff mit dem die Übertragung bewirkenden Sperrad gebracht. Neben dem großen Aufwand an Teilen und den nicht minder erheblichen Herstellungskosten liegen weitere Nachteile in der Auswirkung der Kräfte auf die Klinken und deren Lagerstellen. Es treten nämlich im Moment der Mitnahme größere Kräftespitzen auf, deren einzelne Komponenten sich unvermindert an Klinkenspitzen und Sperradzahn und ganz besonders auch an der Klinkenlagerung verschleißfördernd auswirken, was zu frühzeitigem Bruch und damit Ausfall der Einrichtung führen kann.

Eine ebenfalls die Funktionen eines Einwegschaltwerkes bzw. einer Rücklaufsperre ausführende Einrichtung ist bekannt aus der USA.-Patentschrift 1 786 745. Dieses Ausführungsbeispiei unterscheidet sich von dem zuvor beschriebenen lediglich dadurch, daß mittels einer Blattfeder gleichzeitig zwei Mitnehmerklinken in Eingriff geschwenkt werden. Ansonsten zeigt auch diese Lösung bezüglich der im voi angegangenen Beispiel aufgezeigten Nachteile keinerlei Fortschritt und weist genau die gleichen zu bemängelnden Stellen auf.

Eine andere Antriebsanordnung, bekannt aus dem deutschen Gebrauchsmuster 1892 017, zeigt einen Klinkentrieb und ein Gesperre mit mehreren versetzt angeordneten, in sich starren Klinkenelemcnten. Der versetzten Anordnung zufolge geht jeweils nur eine Klinke in wirksamen Eingriff und verkün! somit lediglich den bei Klinkenschaltwerken unvermeid-

baren Schlupf. Die gesamte Belastung aber, hervorgerufen durch das zu übertragende Drehmoment, wirkt sich im Eingriffsfalle jeweils immer nur auf eine einzige Klinke aus. Insbesondere bei einer intermittierenden Kräfteübertragung treten dann an der als starres Element ausgebildeten Klinke Kräftespitzen auf, die sich verschleißfördernd an Klinkenspitze, Klinkenlager oder Sperradzahn auswirken.

Es ist auch schon ein als Freilaufgesperre ausgebildetes Klinkenschaltwerk vorgeschlagen worden, das

ao kreisbogenförmig ausgebildete Klinkenarme vorsieht, die sich unter Last an den Umfang der sie umgebenden Innenverzahnung anlegen zur Entlastung der in die Zähne eingreifenden Armenden. Die Armenden sind dabei, zum Zwecke einer Verminderung des Schlupfes, entsprechend verteilt angeordnet.

Weiterhin sind aus dem Anwendungsbereich als Rücklaufsperre Lösungen bekannt, die auf dem Prinzip eines Rollengesperres aufbauen. Solche Ausführungsformen zeigen das USA.-Patent 1 768 073

und in ähnlicher Form das britische Patent 882 515. Die darin dargestellten Rollengesperre bestehen einerseits aus einem käfigförmigen Teil, beispielsweise auf der treibenden Seite, und andererseits einem darin angeordneten, kurvenförmigen, getrie-

benen Teil. Federnd angeordnete Rollen zwischen Käfiginnenwand und der ansteigenden Kurvenperipherie bewirken entsprechend in der einen Drehrichtung eine beide Teile verbindende Sperre. Auch diese Lösungen jedoch erfordern einer erheblichen Aufwand an Einzelteilen, wobei deren Herstellung sowie auch die Montage recht kompliziert und auße'-ordentlich kostspielig sind. Auch muß erwähnt werden, daß bei geringsten Ungenauigkeiten an den Teilen oder bei der Montage keine Sicherheit mehr gewährleistet ist in bezug aui Freilauf oder rutschfreie Mitnahme bzw. bei deren Umschaltung von dem einen in den anderen Zustand.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein funktionssicheres, möglichst wartungsfreies Rücklaufgesperre bzw. Schaltwerk in Form eines Klinkengesperres zu schaffen, das in der Herstellung und bei der Montage ein Minimum an Aufwand erfordert und das bei seiner Funktionsweise die unterschiedlichen Belastungskräfte verlustfrei aufnimmt und auf die Klinken verteilt, so daß alle Teile nur einer verschleißarmen Beanspruchung unterworfen sind.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch yelöst, daß die Klinken über den Umfang, bezogen auf die Zahnteilung, gegeneinander so versetzt angeordnet sind, daß sie unter Belastung nacheinander dämpfend in die Verzahnung eingreifen, bis sie gemeinsam völlig im Eingriff stehen.

Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile bestehen insbesondere darin, daß statt einer Vielzahl an Teilen, deren Fertigung und Montage sehr kostspielig und aufwendig und nur mit viel Mühe von geschulten Kräften durchzuführen waren, nunmehr lediglich zwei mit heute herkömmlichen Fertigungs-

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mitteln von Hilfskräften herzustellende Teile not- tragung des Antriebes darstellt. Mit dem vorbeschriewendig sind. Durch die Formgebung und den geeig- benen Hohlkörper 1 arbeitet ein mit Klinkenarmen neten Materialeinsatz besitzen die Klinken eine la ausgerüsteter Buchsenteil 2 zusammen. Der Elastizität, die in tangentialer Wirkungslinie einen Buchsenteil 2 ist fest auf der Welle 3 verankert und weichen Eingriffseffekt bringen. Da durch konstruk- 5 besitzt, wie in F i g. 1 dargestellt, hier beispielsweise tive Festlegung alle auf dem ganzen Umfang verteil- drei entsprechend gekrümmte feingliedrige Klinkenten Klinkenspitzen gleichmäßig auf eine Zahnteilung arme la, die in der Form der Klinkenspitze Lb ausverteilt sind und da auch der Bereich der Feder- laufen. Die Klinkenspitzen 2ft sind entsprechend der wirkung des einzelnen Klinkenarmes größer ist als mit ihnen zusammenwirkenden Sägeverzahnung 1« eine Teilung, gehen im Lastfalle eine Klinkenspitze io geformt.

mc¹· ^rier anderen in den Eingriff und bewirken somit Der gesamte in Fig. 3 dargestellte Aufbau zeigt

letz, τ cme abgestufte Verteilung des gesamten zu eine Einrichtung zur wahlweisen Übertragung einer übertragenden Lasiidrehmomentes auf alle Klinken- Fahrwegstrecke und einer Wartezeiteinheit auf eine arme. Nur unter Ausnutzung dieser Erkenntnis und registrierende gemeinsame Hubradweile 3 in einem mit der folgerichtigen Annahme, daß die erreichte 15 Fahrpreisanzeigegerät. Auf einer die Registnereinheit Wirkung für Verzahnung und Künkenspitzc weitest- antreibenden Hubradwelle 3 sitzt in zweifacher Ausgehende Schonung bringt, war es möglich, bedenken- führung das in Funktion einer Überholkupplung fos eine äußerst feine Zahnleilung und Klinkenspitze arbeitende Klinkengesperre. Während die Hohlzu wählen. Hiermit ist dann ein im Eingi itfsmoment körperl drehbar auf de- Welle3 lagern, sind die entgehender Schlupf leicht unterhalb der zulässigen 20 Buchsenteile 2 verdrehfest :ni» dieser verbunden. Em Ort'π/en zu halten und vor allen D.ngen beherrsch- Hubrad 8. ebenfalls fest auf der Hubradwelle 3. verbur und eine Durchrutschgefahr wurde gänzlich be- mittelt pro Umdrehung im Zusammenwirken ^{mit der} ieui'H. Besonders wichtig ist die Verteilung der Last Schaltrolle 9 auf dem Lagerbolzen 10 des Fcrtscnaltaui alle Klinken und die weich einsetzende Mitnahme hebeis 11 auf diesen eine Schaltschrittbewegung. Der bei der Verwendung als Bauelement innerhalb eines 25 einerseits im Bolzen 12 gelagerte Fortschalthebel 1! impulsförmig arbeitenden Kraftspeicheraggregates. überträgt mit der an seinem anderen Ende auf l.agerwohci in der Umkehrphase von der AufzugTrichtung bolzen 16 sitzenden, durch Anschlag 18 arretierten in die Antriebsrichtung das größte Drehmoment des Schaltklinke 17, unterstützt durch die Kraftwirkung Kraftspeichers schlagartig im Klinkenelement wirk- der in Bohrung 13 und 15 eingehängten Zugfeder 14, sam wird. Ebenfalls schonend wirkt sich de, tan- 30 die Schaltschritte auf das Fahrpreisschaltrad Vi.weiiu-ntial wirksame Elastizitätseffekt auf einen bei- ches mit der zur Anzeige dienenden Zahlenrolle Zi sriclsweise im Zeitantrieb zwischengeschalteten verdrehfest auf der Welle 20 sitzt. Die Übertragung Cunercgler aus dadurch, daß er die sonst hart klin- der Fahrwegstrecke erfolgt über die Antriebswelle / «enden Zeitschaltschritte des Ankers weitgehend auf ein Getriebe 6, %veiter über das auf der OetrieDe-5 impft und so die Lebensdauer des Reglerelementes 35 welle 5 sitzende Zahnrad 4 durch deren Eingr.rt mit wesentlich verlängert. Nicht zuletzt zeichnet sich das dem Zahnkranz 1 b auf die in F · g. 3 rechts aut Klinkengesperre durch sehr einfache Montageeigen- der Hubradwelle 3 angeordnete Übernolkuppiun₀ «.«.haften aus und bedarf keinerlei der sonst üblichen (1 und 2).

diffizilen Einstellvorschriften. Ein wesentlicher Fort- Ebenfalls sitzt das Klinkengesperre in zweitacner

schritt wurde auch damit erzielt, daß durch die Ver- 40 Ausführung innerhalb des Antriebes des ^»'anwendung des geeigneten Materials somit keinerlei werkes in der Funktionsweise als KlinkenscnattwerK Schmierung oder sonstige Wartung nötig ist. in eine Richtung. Ein Elektrozugmagnet 38 hat aut

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung mit einem seinem Anker 37 einen Kontaktabheber 34 mit dem Anwendungsbereich ist in den folgenden Zeichnun- sich darauf befindlichen Kontaktpaar 33 und einen aen dargestellt und anschließend näher beschrieben. 45 Gummipuffer 35 befestigt. Eine Zugfeder 36 halt den |_{s zeie}f Anker 37 in der stromlosen Ausgangsstellung wit

Fig 1 eine schematische Darstellung des Klinken- es Fig. 3 zeigt. Bezüglich der ^nküonsinerkniale _eesDeFres den Hohlkörperteilen 1 nachgebildet sitzen in axialer

FiK 2 den Eingriff der Klinkenspitzt in die Anordnung gestellfest mit der nicht getagten Seiteriinnenverzahnung bei Mitnahme, » wand verbunden das Gesperrege hause 39 u dgacl·

F i g. 3 den Gegenstand der F i g. 1 innerhalb eines zeitig drehbar auf der Welle 24 ge la gert^Sperrad mehrfachen Anwendungsbereiches als Aufzugs- und 25. Mit den beiden innen ™^a$***J^e*™ *£™_ HherholkuDDlune ^{25 wirkt ein einz}'g^er' ^{mlt der Welle M} ,* ^vertiun

Fig 4 eTne S⁸chrägansicht des Buchsenteiles mit dener Buchsenteil 2 zusammen, dessen »mkcnar^ in Längsrichtung geteilten Klinkenannen. 55 unter gewisser Vorspannung in die e ne Bewegungs

In Fig. 1 sind die beiden das Klinkengesperre richtung in Eingriff gehen. Das Sperrad125 hat nacn bildenden Teile schematisch dargestellt. Der mit dem außen zwei Hebelarme 26 ™d 30 ωηKraftspeicher Bezugszeichen 1 gekennzeichnete Teil ist ein topf- in Form der Zugfeder 28_ ist emerseitsi

Bezugszeichen 1 gekennzeichnete Teil ist p

förmiger Hohlkörper, bestehend aus einem zylin- rung27 ^ά%^^^_η^

drischen rohrförmigen Ansatzstück und der scheiben- 60 ,nein gestellfestes Pfo^hen 29

förmigen Rückwand Ic. Mittels einer zentrischen mittelt d;m Sperrad

Bohrung in der Rückwand Ic ist der Hohlkörper 1 ^Οβ8^β™^Η^^r"^ch*^u

pro Zeiteinheit durch den Eingriff mit dem Zahnkranz 1 b der zweiten Rücklaufsperre (1 und 2) ebenfalls an die Hubradwclle übermittelt.

In seiner Verwendung als Rücklaufsperre arbeitet das Klinkengesperre wie folgt:

In einem Fahrpreisanzeigegerät beispielsweise wird eine Fahrpreisanzeigeeinheit angetrieben von der Hubradwelle 3. Die Fortschaltung des Prcisregistricrmittels um jeweils eine Preiseinheit erfolgt jeweils nach Ablauf einer durch den Mietpreis festgelegten Schaltzcit oder einer der Preiseinheit äquivalent zu setzenden, gefahrenen Wegstrecke. Zu diesem Zwecke sind auf der gemeinsamen Hubradwclle 3 zwei Einheiten des Klinkengesperres (1 und 2) in der Funktion als Schrittschaltwerk und Rücklaufsperre angeordnet, wobei die eine (in F i g. 3 rechts) vom Wegantrieb (4 bis 7) und die andere (in F i g. 3 linke Hälfte) vom Zeitantrieb (22 bis 43) angetrieben wird. Mit dem Einschalten des Gerätes wird zunächst der Zeitantrieb (22 bis 43) gestartet, welcher, durch die Arbeitsweise des Gangreglers 41 bedingt, die konstant ablaufenden Zeitimpulse in der Form einer schrittförmigen Drehbewegung an das mit ihr im Eingriff stehende Klinkengesperre (1 und 2) auf der Hubradwelle 3 überträgt. Die Hubradwclle 3 wird dabei durch den Eingriff der Klinkenspitzen Ib in die Sägeverzahnung 1 α mitgenommen. Solange das Fahrzeug steht bzw. unterhalb der Grenzgeschwindigkeit fährt, d. h. die Wegantriebsdrehzahl unterhalb der des Zeitantriebes liegt, bleibt der Wegantrieb wirkungslos. Wohl dreht sich der Buchsenteil Zb der Wcgantriebskupplung gleichförmig mit der Hubradwclle 3 mit, bleibt jedoch infolge der Elastizität der fcingliedrig ausgebildeten Klinkenarme la und der gewählten Zahnform ία (Fig. 2) ohne Einfluß. Das gleiche gilt auch analog dann, wenn die Wegdrehzahl über der des Zeitantriebes (22 bis 41) liegt. Es wurde also mit dem vorliegenden Klinkengesperre ein einfaches Schaltmittel geschaffen, das je Antriebseinheit angewandt aus mehreren unterschiedlich gearteten und variablen. Drehzahlen, welche auf eine gemeinsame Welle arbeiten, auf die jeweils schnellste anspricht und diese zu übertragen in der Lage ist.

In der Verwendung als Schrittschaltwerk und Rücklaufsperre arbeitet das Klinkengesperre wie folgt:

Mit den in Fig. 3 dargestellten Teilen 24 bis 30 wird das vorbeschriebene Klinkengesperre als Schrittschaltwerk zur Übertragung der Aufzugs- und der Antriebsdrehbewegung innerhalb einer Kraftspeichereinheit, beispielsweise eines 7££itv/afae& (22 bis 43) verwendet. Auf der WeDe 24 sitzt verdrehfest der das Antriebsdrehmoment übertragende Buchsenteil 2. Als Mitnchmerelement geht dieser Teil in EingrilT mit der Innenverzahnung des Sperrades 25 in die Gegenuhrzeigerrichtung. Als Sperrelement, und beim .' Aufzug den Rücklauf verhindernd, jedoch geht der gleiche Buchsenteil 2 in den Eingriff mit der Innenverzahnung des gcstcllfest montierten Gesperregehäuses 39. Bei der Aufzugsdrehbewegung wird das Sperrad 25 mittels Magnetankerzugkraft, welche am

ίο Aufzugshcbcl 30 angreift, um ein gewisses Winkelmaß in Uhrzeigerrichtung verschwenkt. Gleichzeitig wird die Zugfeder 28 als Kraftspeicher gespannt. Der Klinkenarm la ist auf die Länge des federnden Auslcgerteilstückcs, wie es Fig.4 zeigt, geteilt in die

is Klinkenhälften 42 und 43. In Aufzugsrichtiing gehen also die Klinkenhälften 42 in Eingriff und verhindern einen Rücklauf der Welle 24, während die Klinkenhälften 43 wirkungslos bleiben. Umgekehrt übertragen in Antriebs- bzw. Lastrichtung (im Gcgcnuhr-,

to zeigersinn) die Klinkenhälften 43 das Drehmoment auf die Welle 24, und die Klinken 42 laufen leer mit. Es kuppeln also die Klinkcnarmhälftcn 43 nur in die eine für das Antriebsdrehmoment vorgesehene Richtung ein. während die Klinkcnarmhälftcn 42 jeden

as Rücklauf der Welle 24 und damit auch der mit ihr getrieblirh verbundenen Hubradwellc3 sperren. Gerade im Zusammenhang mit einer impulsförmigen Aufzugsbewegung eines Kraftspeichers und der plötzlichen Umkehr in die Antriebsrichtung erlangt

so diese Anordnung der Klinkenarmc mit den dabei erzielten lilfcktcn als Rücklaufsperre und Schrittschaltwerk eine umfangreiche Bedeutung

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Klinkenrücklaufspcrre oder Klinkenschaltwerk

   mit mehreren, über den Umfang und in einem innenverzahnten Hohlkörper angeordneten, in eine Bewegungsrichtung als Klinken wirksamen Eingriffsclcmentcn, insbesondere für die Übcr tragung zweier unterschiedlicher Antriebe auf eine gemeinsame Welle, wobei die Klinken als feingliedrige und I angarm ige Ausleger mit jeweils partiell konzentrisch und mit Abstand zum Innenradius des Hohlkörpers verlaufenden, in Bc lastungsrichtung elastischen Klinkenarmen eines einzigen Teiles ausgebildet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Klinken (lh) über den Umfang, bezogen auf die Zahnteilung, gegeneinander so versetzt angeordnet sind, daß sie

   So unter Belastung nacheinander dämpfend in die Verzahnung (Ie) inee, bis isle gemeinsam völlig im Eingriff stehen.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen