DE19814713A1

DE19814713A1 - Bicycle freewheel mechanism including corrugated shaft with torsion coil- spring

Info

Publication number: DE19814713A1
Application number: DE1998114713
Authority: DE
Inventors: Hans-Michael Dangel
Original assignee: Gerhard Geiger GmbH and Co
Current assignee: Gerhard Geiger GmbH and Co
Priority date: 1998-04-02
Filing date: 1998-04-02
Publication date: 1999-10-07

Abstract

The freewheel mechanism is for bicycles consists of two concentric parts (2) which allow relative rotation between the two parts in one direction and prevent it in the other. The linkage consists of a corrugated shaft (12) with a torsion coil-spring (6), one end (16) of which is fixed to the other part of the linkage (1), while the other end (18) is free,

Description

Die Erfindung betrifft eine Freilaufkupplung der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Art.The invention relates to a one-way clutch in the preamble of claim 1 Art.

Derartige Freilaufkupplungen sind allgemein, beispielsweise von Fahrrädern her, bekannt. Dabei sind in dem einen Kupplungsteil federbelastete Sperrklinken fest gelagert, die in der einen Drehrichtung des einen Kupplungsteils hinter Nasen des anderen Kupplungsteils greifen und in der anderen Drehrichtung über diese Nasen hinweggleiten. Diese Freilaufkupplungen sind kompliziert aufgebaut, die Federn für die Sperrklinken neigen zum Brechen, und die Kraftübertragung zwischen den Kupplungsteilen ist auf kleine Flächen beschränkt, so daß sich ein erheblicher Verschleiß der Sperrklinken und Nasen ergibt.Such one-way clutches are general, for example from bicycles, known. Spring-loaded pawls are fixed in one coupling part stored in the one direction of rotation of a coupling part behind lugs of the other coupling part and in the other direction of rotation over this Noses slide away. These one-way clutches are complicated to build Springs for the pawls tend to break, and the power transmission between the coupling parts is limited to small areas, so that a considerable wear of the pawls and lugs results.

Durch die DE-A1-196 09 981 ist ferner eine Innenlagereinheit bekannt, bei der eine Innenlagerwelle mit einem übergeschobenen, elastischen Element, das eine Feder sein kann, zum Kraftfluß durch einen Freilauf einseitig verbunden ist und die Drehbewegung auf dieses torsionselastische Element überträgt, das auf der verbindungsfernen Seite mit einem Teil zum Kraftabtrieb versehen ist. Dieses Teil und das Element sind dabei mittels Nadellager auf der Innenlagerwelle gelagert. Diese Innenlagereinheit soll die Messung des Drehmoments der Innenlagerwelle ermöglichen. Für den Freilauf der Innenlagerwelle sind gesonderte Freilaufmittel erforderlich.From DE-A1-196 09 981 an inner bearing unit is also known in which an inner bearing shaft with a slid over, elastic element, the one Spring can be connected to the power flow through a freewheel on one side and transfers the rotational movement to this torsionally elastic element, which on the remote connection is provided with a part for power output. This The part and the element are on the inner bearing shaft by means of needle bearings stored. This bottom bracket unit is designed to measure the torque of the Allow bottom bracket shaft. For the freewheeling of the bottom bracket shaft separate freewheeling agent required.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Freilaufkupplung der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Art zu schaffen, die einfach aufgebaut und einem geringen Verschleiß unterworfen ist.The object of the invention is to provide a one-way clutch in Preamble of claim 1 to create the type that is simply constructed and is subject to low wear.

Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.This object is achieved with the features of claim 1.

Die nach der Erfindung aufgebaute Freilaufkupplung nutzt die bei ihrer Verdrehung entstehende Verringerung ihres Innendurchmessers zum Kuppeln aus und ist außerordentlich betriebssicher. Da die Torsionsschraubenfeder auf der großen Fläche des wellenförmigen Stücks aufliegt, ist die Kraftübertragungsfläche sehr groß und der Verschleiß entsprechend gering. Eine Freilaufselbsthemmung wird durch eine Vorspannung des Durchmessers der Schraubenfeder erzielt. Eine Kraftübertragung erfolgt durch Seilreibung.The one-way clutch constructed according to the invention uses the in her Twisting resulting reduction in their inner diameter for coupling and is extremely reliable. Because the torsion coil spring is on of the large area of the wavy piece is the Power transmission area is very large and wear is correspondingly low. Freewheel self-locking is achieved by preloading the diameter the coil spring achieved. Power is transmitted through rope friction.

Eine zweckmäßige, weitere Ausbildung der Erfindung ist so getroffen, daß das andere Kupplungsteil als Welle und das eine Kupplungsteil im wesentlichen als geschlossener Zylinder mit einem Deckelteil und einem Bodenteil ausgebildet ist und daß die Welle mit einem Bund im Deckelteil und mit einem Endteil verringerten Durchmessers in einem mit dem Bodenteil verbundenen, das wellenförmige Stück bildenden Hülsenteil gelagert ist, dessen Außendurchmesser dem Wellendurchmesser entspricht.An expedient, further development of the invention is such that the coupling part other than shaft and the coupling part essentially as closed cylinder is formed with a cover part and a bottom part and that the shaft with a collar in the cover part and with an end part reduced diameter in a connected to the bottom part, the wavy piece-forming sleeve part is mounted, the Outer diameter corresponds to the shaft diameter.

Eine zweckmäßige, weitere Ausbildung der Erfindung ist so getroffen, daß der Bund der Welle eine achsparallele Öffnung zum Festlegen des einen Endes der Torsionsschraubenfeder aufweist und diese auf der Welle und dem Hülsenteil angeordnet ist.A useful, further embodiment of the invention is such that the Bund the shaft an axially parallel opening for fixing one end of the Has torsion coil spring and this on the shaft and the sleeve part is arranged.

Gemäß einer zweckmäßigen, weiteren Ausbildung der Erfindung weist der eine Kupplungsteil an seinem Umfang achsparallele Nuten zur drehfesten Befestigung weiterer Kraftübertragungsglieder auf.According to an expedient, further development of the invention, the one Coupling part on its circumference axially parallel grooves for non-rotatable fastening further power transmission elements.

Gemäß einer weiteren Ausbildung der Erfindung besteht der eine Kupplungsteil aus Kunststoff, der damit einfache, verschleißarme Gleitlager für den anderen Kupplungsteil bilden kann.According to a further embodiment of the invention, there is a coupling part made of plastic, the simple, low-wear plain bearing for the other Can form coupling part.

Gemäß einer weiteren Ausbildung der Erfindung ist die Torsionsschraubenfeder eine rohrförmige Bandfeder. Damit bietet sie eine große Auflagefläche für die Reibkraft.According to a further embodiment of the invention, the torsion coil spring a tubular ribbon spring. It thus offers a large contact area for the Friction force.

Gemäß einer weiteren Ausbildung der Erfindung weist das im Bund festgelegte Ende der Torsionsschraubenfeder eine abgeplattete Form auf. Dadurch wird ein Herausrutschen dieses Federendes aus der Öffnung im Bund sicher vermieden.According to a further embodiment of the invention, that defined in the federal government End of the torsion coil spring on a flattened shape. This will make a Avoid slipping this spring end out of the opening in the collar.

Die Erfindung wird nun anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen: The invention will now be explained in more detail using an exemplary embodiment. It demonstrate:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine Freilaufkupplung gemäß der Erfindung, Fig. 1 shows a longitudinal section through a one-way clutch according to the invention,

Fig. 2 einen verkleinerten Längsschnitt durch den Außenkupplungsteil der Freilaufkupplung der Fig. 1, Fig. 2 is a reduced longitudinal section through the male coupling part of the overrunning clutch of Fig. 1,

Fig. 3 eine Rückansicht des Außenkupplungsteils nach Fig. 2, Fig. 3 is a rear view of the male coupling part according to Fig. 2,

Fig. 4 eine Seitenansicht der in Fig. 1 dargestellten Torsionsschraubenfeder und Fig. 4 is a side view of the torsion coil spring shown in Fig. 1 and

Fig. 5 eine Stirnansicht des linken Federendes der Torsionsschraubenfeder in Fig. 4. Fig. 5 is an end view of the left end of the torsion coil spring in Fig. 4.

Die in den Figuren dargestellte Freilaufkupplung weist nur eine das andere Kupplungsteil darstellende Welle 1, einen das eine Kupplungsteil 2 darstellenden, im wesentlichen geschlossenen Hohlzylinder mit einem als Bund ausgebildeten Deckelteil 3 und einem Bodenteil 4, eine Torsionsschraubenfeder 6 und einen Sicherungsring 7 auf.The one-way clutch shown in the figures has only one shaft 1 which represents the other coupling part, a substantially closed hollow cylinder which represents a coupling part 2 , with a cover part 3 and a base part 4 which is designed as a collar, a torsion coil spring 6 and a locking ring 7 .

Die Welle 1 besteht vorzugsweise aus Stahl und ist am antriebsseitigen Ende mit einem Vierkantabschnitt 8 und im mittleren Bereich mit einem Bund 9 versehen, der in einer entsprechenden Öffnung 10 (Fig. 2) des Deckelteils 3 gelagert ist. Ein antriebsferner Endbereich 11 der Welle 1 hat einen verringerten Durchmesser und ist in einem Hülsenteil 12 gelagert. Dieser Hülsenteil erstreckt sich vom Bodenteil 4 des Kupplungsteils 2 aus koaxial nach innen und hat einen Außendurchmesser, der der Welle 1 entspricht. Die Welle 1 ist mittels des Sicherungsrings 7 am Bodenteil 4 des Kupplungsteils 2 gesichert. Das Kupplungsteil 2 weist an seinem Umfang Nuten 13, 14, 15 auf, die es gestatten, weitere, der Kraftübertragung dienende Glieder mit dem Kupplungsteil 2 drehfest zu verbinden. Das Kupplungsteil 2 besteht vorzugsweise aus Kunststoff.The shaft 1 is preferably made of steel and is provided at the drive end with a square section 8 and in the central region with a collar 9 which is mounted in a corresponding opening 10 ( FIG. 2) of the cover part 3 . An end region 11 of the shaft 1 remote from the drive has a reduced diameter and is mounted in a sleeve part 12 . This sleeve part extends from the bottom part 4 of the coupling part 2 coaxially inwards and has an outer diameter which corresponds to the shaft 1 . The shaft 1 is secured by means of the locking ring 7 on the bottom part 4 of the coupling part 2 . The coupling part 2 has on its circumference grooves 13 , 14 , 15 , which allow further members serving for power transmission to be connected to the coupling part 2 in a rotationally fixed manner. The coupling part 2 is preferably made of plastic.

Auf die Welle 1 und die Hülse 12 ist die Torsionsschraubenfeder 6 aufgeschoben. Das eine Ende 16 dieser Feder ist koaxial abgebogen, nach Fig. 5 abgeplattet, in einer koaxialen Öffnung 17 des Bunds 9 festgelegt und mit der Welle 1 direkt verbunden. Das andere Ende 18 dieser Feder ist nicht festgelegt, stützt sich aber vorzugsweise am Bodenteil 4 des Kupplungsteils 2 ab. Die Torsionsschraubenfeder 6 ist als rohrförmige Bandfeder ausgebildet, wie die Fig. 1 und 4 zeigen.The torsion coil spring 6 is pushed onto the shaft 1 and the sleeve 12 . One end 16 of this spring is coaxially bent, flattened according to FIG. 5, fixed in a coaxial opening 17 of the collar 9 and directly connected to the shaft 1 . The other end 18 of this spring is not fixed, but is preferably supported on the bottom part 4 of the coupling part 2 . The torsion coil spring 6 is designed as a tubular band spring, as shown in FIGS. 1 and 4.

Bei Drehung der Welle 1 in der einen Richtung wird aufgrund der Seilreibung der Torsionsschraubenfeder 6 auf der Hülse 12 diese Feder gedreht und dabei ihr Durchmesser verringert, so daß eine sehr feste Kupplung der beiden Kupplungsteile 1, 2 erfolgt. Dabei trägt der auf der Welle 1 befindliche Teil der Torsionsschraubenfeder 6 dazu bei, daß die Kraftübertragung nicht allein vom Ende 16 der Torsionsschraubenfeder 6 übernommen wird. Bei Drehung der Welle 1 in der anderen Richtung erfolgt eine Aufweitung des Innendurchmessers der Torsionsschraubenfeder 6, so daß sich die Welle 1 ohne Mitnahme des Kupplungsteils 2 frei drehen kann.When the shaft 1 rotates in one direction, this spring is rotated due to the rope friction of the torsion coil spring 6 on the sleeve 12 and its diameter is reduced, so that a very firm coupling of the two coupling parts 1 , 2 takes place. The part of the torsion coil spring 6 located on the shaft 1 contributes to the fact that the power transmission is not taken over by the end 16 of the torsion coil spring 6 alone. When the shaft 1 rotates in the other direction, the inner diameter of the torsion coil spring 6 widens , so that the shaft 1 can rotate freely without taking the coupling part 2 with it.

Alternativ ist es grundsätzlich auch möglich, die Torsionsfeder 6 statt am Kupplungsteil 1 am Kupplungsteil 2 festzulegen und das Kupplungsteil 2 anzutreiben.Alternatively, it is also possible in principle to fix the torsion spring 6 to the coupling part 2 instead of to the coupling part 1 and to drive the coupling part 2 .

Claims

1. One-way clutch consisting of two mutually rotatable, nested clutch parts which can be coupled with one another in the one direction by means of coupling means and freely rotatable in the other direction of rotation, characterized in that a torsion coil spring on a shaft-shaped piece ( 12 ) of the one coupling part ( 2 ) ( 6 ) is applied, which can be fixed with one end ( 16 ) on the other coupling part ( 1 ) and is not fixed with its other end ( 18 ).

2. Overrunning clutch according to claim 1, characterized in that the non-fixed end ( 18 ) of the torsion coil spring ( 6 ) is supported on a coupling part ( 4 ).

3. overrunning clutch according to claim 1 or 2, characterized in that the one coupling part ( 1 ) as a shaft and the other coupling part ( 2 ) is designed essentially as a closed cylinder with a cover part ( 3 ) and a bottom part ( 4 ) and that Shaft with a collar ( 9 ) in the cover part and with an end part ( 11 ) of reduced diameter is mounted in a sleeve part ( 12 ) which is connected to the base part ( 4 ) and forms the undulating piece and whose outer diameter corresponds to the shaft diameter.

4. overrunning clutch according to claim 3, characterized in that the collar ( 9 ) of the shaft ( 1 ) has an axially parallel opening ( 17 ) for fixing one end ( 16 ) of the torsion coil spring ( 6 ) and this on the shaft ( 1 ) and the sleeve part ( 11 ) is arranged.

5. overrunning clutch according to one of claims 1 to 4, characterized in that the one coupling part ( 2 ) on its circumference axially parallel grooves ( 13 , 14 , 15 ) or other connecting means for the rotationally fixed attachment of further power transmission members.

6. Overrunning clutch according to one of claims 1 to 5, characterized in that the one coupling part ( 2 ) consists of plastic.

7. Overrunning clutch according to one of claims 1 to 6, characterized in that the torsion coil spring ( 6 ) is a tubular band spring.

8. Overrunning clutch according to claim 7, characterized in that the end ( 16 ) of the torsion coil spring ( 6 ) fixed in the collar ( 9 ) has a flattened shape.