DE202018002715U1

DE202018002715U1 - Kupplung und Handwerkzeug auf ihrer Basis

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Publication number: DE202018002715U1
Application number: DE202018002715.4U
Authority: DE
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Priority date: 2018-06-07
Filing date: 2018-06-07
Publication date: 2018-07-02
Anticipated expiration: 2028-06-08

Abstract

Eine Kupplung, die verwendet Elemente eines Freilaufkupplung, wie das Schaltrad (1), das fest auf der Ausgangswelle (2) , und beide sind innerhalb des ringförmigen Eingangsschelle mit einem Spalt angeordnet, in dem sich die federbelasteten Sperrklinken und Federn befinden, und die Sperrklinken können gleichzeitig zusammenwirken und mit dem ringförmigen Eingangsschelle und mit dem Sperrrad (1), dadurch gekennzeichnet, dass das Schaltrad (1) befindet sich nicht im den ringförmigen Eingangsschelle, sondern innerhalb des Rahmens (6) mit mindestens zwei parallelen Seiten und der Rahmen (6) kann entlang dieser beiden Seiten lineare hin- und her- Bewegungen ausführen, und daneben, auf der Innenseite jeder dieser parallelen Seiten ist eine Nische, in der sich ein federbelastetes Element nicht in Form des Sperrklinke gibts, sondern in Form einer Zahnstange (3) mit festen schrägen Zähnen und dort auch eine Feder (4) befindet, welche gewährleistet stetige Kontakt des Zahnstange (3) mit Zähnen des Sperrrad (1), und in der Nische von eine den zwei parallelen Seiten des Rahmens (6) ist die Zahnstange (3) so positioniert, das sind ihre Zähne nacheinander gegen die Zähne des Schaltrads (1) drücken und rotiert ihn in einer Richtung, a im der Nische des zweites paralleles Seite des Rahmens (6), die Zähne Zahnstange (3) sind so positionieren, dass, bei den Bewegung des Rahmens (6) in gleichen Richtung, seine Zähne sind nacheinander gleiten entlang der Oberfläche der Zähne des Schaltrad (1) und beeinflussen wenig auf seine Rotation, jedoch, wird wann die Bewegungsrichtung des Rahmens (6) auf gegensätzlich wechselt, schon sind die Zähne der Zahnstange (3) der zweiten parallelen Seite des Rahmens (6) auf die Zähne des Sperrzahnrad (1) drücken und drehen es in der gleichen Richtung weiter, a, die Zähne der Zahnstange (3) der ersten parallelen Seite des Rahmens (6) - gleiten entlang der Zähne des Schaltrad (1) und haben wenig Einfluss auf seine Rotation, und daher, wenn der Rahmen (6) lineare hin- und hergehende Bewegungen ausführt, dreht sich das Sperrzahnrad (1) kontinuierlich in einer Richtung - ohne Leerlauf.

Description

Mit dem Aufkommen verschiedener Mechanismen suchen Menschen nach Möglichkeiten, einige Arten von Bewegung in andere umzuwandeln. Eine der Arten dieser Transformation ist die Umwandlung der hin- und her Bewegung in eine Drehbewegung.
Lange Zeit wurden für diesen Zweck Kurbelmechanismus verwendet. Die erste Erwähnung eines solchen Mechanismus bezieht sich auf das 3. Jahrhundert der Geburt Christi: wassergetriebenen Sägemühle von Hierapolis (Kleinasien) [1]. Wahr im diesem Mechanismus war eine umgekehrte Transformation der Bewegung: eine kontinuierliche rotierende war in hin- und her Bewegungen gewandelt.
In der Moderne verwenden sie, um die hin- und her Bewegung in Rotationsbewegung umzuwandeln in Dampfmaschinen [2] und schließlich in Verbrennungsmotoren [3]. Im letzteren Fall haben die Kurbelmechanismen einen hohen Grad an Perfektion erreicht und werden überall dort eingesetzt, wo eine Hochleistungsübertragung erforderlich ist. Für ihre Herstellung sind jedoch hochpräzise Geräte erforderlich, und sie sind selbst ziemlich schwerfällig und schwer, was es schwierig macht, sie zu kleinen Vorrichtungen zu verwenden, beispielsweise in Handwerkzeugen.
Außerdem, für diese Transformation von Bewegungsarten Freilaufkupplungen werden verwendet, die zumindest ab den Zeiten von Leonardo da Vinci bekannt sind [4].
Anfänglich waren Freilaufkupplungen mit Sperrrädern und federbelasteten Sperrklinken ausgestattet [4]. Ihre Herstellung erforderte keine hohe Genauigkeit, und sie könnten ziemlich großen Bemühungen übertragen (obwohl, wahrscheinlich, waren sie, ziemlich lärmend). Dann wurden und andere Arten von Freilaufkupplungen geschaffen.t, die zumindest ab den Zeiten von Leonardo da Vinci bekannt sind [4].
Jetzt sind diese Freilaufkupplungen weit verbreitet: in Fahrrädern, Automobilstartern, Automatikgetrieben, Hubschraubern, Handwerkzeugen usw. [5].
In [5] - 4 werden mögliche Arten von Freilaufkupplungen gezeigt:

1. Sperrklinken-Freilauf,
2. Rollen-Freilauf,
3. Klemmkörper-Freilauf,
4. Federwickel-Freilauf.

Die letzte Art von Freilaufkupplungen ist für eine spätere Betrachtung nicht geeignet, daher berücksichtigen wir hier nur die ersten drei Arten von Freilaufkupplungen.
Gemeinem für die Freilaufkupplungen [5] ist der ringförmigen Eintrittsschelle, in die ist, mit einer Lücke, ein Ausgangsdrehelement eingeführt, das ist starr an der Ausgangswelle der Kupplung montiert. In der Lücke gibt es gefederte Elemente, die, während der Drehung der ringförmigen Eintrittsschelle in einer Richtung übertragen seine Drehung zu dem Ausgangsdrehelement und dementsprechend zu der Ausgangswelle der Kupplung.
Aber, wird wenn der ringförmigen Eintrittsschelle in die entgegengesetzte Richtung drehen, tritt ein Frei Lauf, bei ist welchem die Bewegung von der ringförmigen Eintrittsschelle zu dem Ausgangsdrehelement nicht übertragen wird. Und hat darum diese Kupplung solchen Namen.
Doch, unabhängig von der Konstruktion der Freilaufkupplungen haben sie alle den einen und gleichen Nachteil, der vom Prinzip ihrer Arbeit bestimmt wird: das ist frei Lauf. Infolgedessen ist es mit ihrer Hilfe unmöglich, die Übertragung einer kontinuierlichen Rotation von dem Eingangskäfig zu dem Ausgangsdrehelement zu erhalten. Um eine solche kontinuierliche Rotation zu erhalten, zum Beispiel dürfen zwei identische Freilaufkupplungen verwendet werden, die eine gemeinsame Ausgangswelle haben, jedoch gegenphasig arbeiten [7]. Aber aussieht es - ziemlich kompliziert.
Hier wird eine neue Art der Kupplung vorgeschlagen, bei der auch die Elemente der Freilaufkupplung verwendet werden, aber welche funktioniert - ohne frei Lauf.
Zu diesem Zweck, im neuen Kupplung, statt des der ringförmigen Eintrittsschelle der Freilaufkupplung, verwendet ein Rahmen, bei dem mindestens zwei gegenüberliegende Seiten parallel zueinander sind und der diesen Rahmen kann parallel zu diesen Seiten, linear, hin- und her bewegen.
Innerhalb des Rahmens befindet sich das Schaltrad, das fest auf der Ausgangswelle montiert und die Ausgangswelle dreht sich in den Lagern der flachen Schelle der Kupplung, wo bewegt sich linear, hin und her - Rahme der Kupplung.
Auf der Innenseite jeder parallelen Seite des Rahmens befindet sich eine Nische, in der sich eine Zahnstange mit festen geneigten Zähnen befindet, die die Rolle eines federbelasteten Elements (Sperrklinke) und hat auch eine flache, gekrümmte Feder spielt, deren ist Aufgabe, einen dauerhaften Kontakt des Zahnstange mit dem Schaltrad.
Die feststehenden Zähne der Zahnstangen sind so orientieren, dass, wenn sich der Rahmen beispielsweise linear von links nach rechts bewegt, die Zähne der oberen Zahnstange die Zähne des Schaltrads drücken und in eine Richtung drehen und die Zähne der unteren Zahnstange entlang der Zähne des Schaltrads gleiten und beeinflussen nur wenige Wirkung auf die Rotation des Schaltrad.
Wenn sich jedoch die Richtung der linearen Bewegung des Rahmens ändert, werden die Zähne der unteren Zahnstange pressen und drehen das Schaltrad in die gleiche Richtung, und die Zähne der oberen Zahnstange gleiten über die Zähne des Schaltrads und haben eine geringe Wirkung auf die Drehung des Schaltrad.
Und, solchergestalt, hier, bei der linearen hin- und her- Bewegung des Rahmens dreht sich das Sperrzahnrad zusammen mit der Ausgangswelle kontinuierlich in einer Richtung.
Es ist anzumerken, dass während des Betriebs einer solchen Kupplung, die Zahnstangen können und nicht parallel zu den parallelen Seiten des Rahmens sein. Dies stört jedoch nicht die normale Funktion der Kupplung.
Aufgrund ihrer konstruktiven Einfachheit kann die Kupplung vor allem in einem Handwerkzeug verwendet werden.

1 zeigt die Vorrichtung einer solchen Kupplung als Grundlage eines Handwerkzeugs, wo:

1. das Schaltrad,
2. die Ausgangswelle der Kupplung,
3. federbelastetes Element - Zahnstange mit festen schrägen Zähnen,
4. die Feder,
5. die flache Schelle der Kupplung,
6. der Rahmen,
7. der Handgriff des Handwerkzeugs,
8. das federbelastete Kügelchen am Ende der Ausgangswelle 2 der Kupplung,
9. die Trennlinie des Rahmens 6 und des Handgriffs 7 des Handwerkzeugs,
10. die Achse mit einem Schaft,
11. die Schraube.

In 1 zeigen die Pfeile die Richtung und Art der Bewegung der einzelnen Kupplungselemente, und die Lager der Ausgangswelle (2) sind bedingt nicht gezeigt.
Hier kann man zu sehen, dass die Vorsprünge in der Nische begrenzen die Bewegung des federbelasteten Zahnstange 3 - in die Richtung der Ausgangswelle 2, und der Handwerkzeug-Griff 7 - mit einer der Seiten des Rahmens 6 verbunden ist, der seine parallelen Seiten verbindet. Und es ist der Griff 7, der die vorgeschlagene Kupplung in ein Handwerkzeug umwandelt.
Bei der Arbeit mit einem bekannten Handwerkzeug, das auf der Basis einer Freilaufkupplung gebaut ist, ist es notwendig, oszillierende Bewegungen zu machen, dabei ist die Bewegung in einer Richtung nicht arbeitsfähig (frei Lauf). Aber, mit dem vorgeschlagenen Handwerkzeug, ist es notwendig vorwärts-rückwärts-Bewegungen (wie bei der Arbeit mit einer Feile) zu machen, und beide Richtungen der Bewegung sind arbeitsfähig, das heißt, wird dass die Ausgangswelle 2 - rotieren laufend in einer Richtung.
Gegenwärtig ist, normalerweise, an dem Handwerkzeug, ein Schalter des Drehrichtung installiert. Aber ist, in diesem Fall, solche Entscheidung die Konstruktion der Kupplung stark komplizieren, und hier ist es möglich, dasselbe machen wie in alten Handwerkzeugen mit einem Freilauf zu tun: die Ausgangswelle 2 - ist auf beiden Seiten des Rahmens 7 verlängert, die Enden der Ausgangswelle 2 haben quadratisches Querschnitt mit der Standardgröße (zum Beispiel, ¼ Zoll), und auch - ein federbelastetes Kügelchen 10.
Dies ermöglicht es, verschiedene austauschbare Werkzeuge an dem Ende der Ausgangswelle der Kupplung anzubringen und von einem willkürlichen Hinausfallen sie fernzuhalten. Das federbelastete Kügelchen 10 kann auch durch einen integrierten Permanentmagneten ersetzt werden, und ist es in modernen Handwerkzeugen, für dieses Ziel, auch weit verbreitet.
Wenn nun die Drehrichtung des Ausgangswelle 2, geändert werden muss, wendet sich das Handwerkzeug um 180°, relativ zur Längsachse der Bewegung des Rahmens 6, und das Austauschwerkzeug - wird zum anderen Ende der Ausgangswelle 2 der Kupplung bewegt.
Bei diesem Handwerkzeug sind der Rahmen 6 und der Griff 7 mittels einer Achse 10 verbunden, die eine Nut aufweist. Das Teil der Achse 10 ohne eine Nut - ist starr mit dem Griff 7 verbunden, und das andere Teil der Achse 10 mit der Nut - ist in eine Seite des Rahmens 6 eingeführt, der die zwei parallelen Seiten des Rahmens 6 verbindet. Wobei kann sich die Achse 10 frei in dem Rahmen 6 drehen, und die Längsbewegung der Achse 10 wird durch die Schraube 11 begrenzt, die in der Nut der Achse 10 eintritt. Zusätzlich die Seite des Rahmens 6, an der der Griff 7 befestigt ist, kann um seine Längsachse schwenkbar.
Dies ermöglicht es, den Arm des Benutzers komfortabler zu arbeiten und auch die Drehrichtung des Ersatzwerkzeugs zu verändern - einfach durch Drehen des Rahmens 6, ohne die Position des Handgriffs des Handwerkzeugs zu ändern.
Neben dem fehlenden Freilauf wird ein solches Handwerkzeug bei beengten Verhältnissen sein nützlich, wann ist, nicht genügend Platz für oszillierende Bewegungen des Griffs des Handwerkzeugs.
Aber, bei Bedarf, dieses Handwerkzeug, gleichzeitig mit den Arbeitsbewegungen - kann und umdrehen an der Abtriebswelle (2) der Kupplung.
Sowohl im Freilaufkupplungen als auch in der vorgeschlagene Kupplung, werden die gleichen Elemente verwendet: das Schaltrad 1, starr auf der Abtriebswelle 2 montiert, die Federelemente 3 und ihre Federn 4.
A, der Unterschied in der Umwandlung von Bewegungen in dem diesem Kupplung im Vergleich zu die Freilaufkupplungen, ist wegen der Aufteilung von die federbelasteten Elemente 3 und ihren Federn 4 in zwei Gruppen, welchen sind parallelen, linearen, hin- und her- Bewegungen durchführen. Wobei sind die federbelastete Elemente 3 des jeder Gruppe nacheinander mit dem Ausgangsdrehelement 1 zusammenwirken sind. Daneben muss die Anordnung der federbelastete Elemente in jeder Gruppe durchaus gewiss sein, als ist und in Freilaufkupplungen.
Da solche Kopplung keine Analoga und Prototypen hat, der Autor schlägt Kupplungen zu nennen, die welchen die Elemente von Freilaufkupplungen verwenden, aber wandeln lineare hin- und her Bewegungen in einseitige kontinuierliche Rotation: die ASV-Kupplung, wo sind ASV - die Initialen des Autors: Afanasiev - Nachname, Sergei - Name, Vladimir - zweite Name.
Literatur.

1. https://de.wikipedia.org/wiki/S%C3%A4gem%C3%BChle von Hierapolis
2. https://de.wikipedia.org/wiki/Dampfmaschine
3. Otto- und Dieselmotoren. 13 Auflage, Dipl.-Ing. Heinz Grohe, Vogel Buchverlag.
4. http://www.codex-madrid.rwth-aachen.de/essays/freilauf/rahmen.html
5. https://de.wikipedia.org/wiki/Freilauf (Mechanik)
6. https://www.google.de/search?q=freilaufkupplung&tbm=isch&tbo=u&source=univ&sa=X &ved=0ahUKEwjeufXxj 7YAhXD1ywKHXS3DSgQsAQISg&biw=1366&bih=637
7. Gebrauchsmuster Nr. 20 2015 006 935 „180°-V-Motor mit integrierter Funktion des stufenlosen Automatikgetriebes“, Tag der Eintragung 03.12.2015

Claims

Eine Kupplung, die verwendet Elemente eines Freilaufkupplung, wie das Schaltrad (1), das fest auf der Ausgangswelle (2) , und beide sind innerhalb des ringförmigen Eingangsschelle mit einem Spalt angeordnet, in dem sich die federbelasteten Sperrklinken und Federn befinden, und die Sperrklinken können gleichzeitig zusammenwirken und mit dem ringförmigen Eingangsschelle und mit dem Sperrrad (1), dadurch gekennzeichnet, dass das Schaltrad (1) befindet sich nicht im den ringförmigen Eingangsschelle, sondern innerhalb des Rahmens (6) mit mindestens zwei parallelen Seiten und der Rahmen (6) kann entlang dieser beiden Seiten lineare hin- und her- Bewegungen ausführen, und daneben, auf der Innenseite jeder dieser parallelen Seiten ist eine Nische, in der sich ein federbelastetes Element nicht in Form des Sperrklinke gibts, sondern in Form einer Zahnstange (3) mit festen schrägen Zähnen und dort auch eine Feder (4) befindet, welche gewährleistet stetige Kontakt des Zahnstange (3) mit Zähnen des Sperrrad (1), und in der Nische von eine den zwei parallelen Seiten des Rahmens (6) ist die Zahnstange (3) so positioniert, das sind ihre Zähne nacheinander gegen die Zähne des Schaltrads (1) drücken und rotiert ihn in einer Richtung, a im der Nische des zweites paralleles Seite des Rahmens (6), die Zähne Zahnstange (3) sind so positionieren, dass, bei den Bewegung des Rahmens (6) in gleichen Richtung, seine Zähne sind nacheinander gleiten entlang der Oberfläche der Zähne des Schaltrad (1) und beeinflussen wenig auf seine Rotation, jedoch, wird wann die Bewegungsrichtung des Rahmens (6) auf gegensätzlich wechselt, schon sind die Zähne der Zahnstange (3) der zweiten parallelen Seite des Rahmens (6) auf die Zähne des Sperrzahnrad (1) drücken und drehen es in der gleichen Richtung weiter, a, die Zähne der Zahnstange (3) der ersten parallelen Seite des Rahmens (6) - gleiten entlang der Zähne des Schaltrad (1) und haben wenig Einfluss auf seine Rotation, und daher, wenn der Rahmen (6) lineare hin- und hergehende Bewegungen ausführt, dreht sich das Sperrzahnrad (1) kontinuierlich in einer Richtung - ohne Leerlauf.
Die Kupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Zahnstangen (3) mit festen geneigten Zähnen sind in ihrer Bewegung zu der Ausgangswelle (2) begrenzt, aufgrund der Vorsprünge der Nischen, in denen diese Zahnstangen angeordnet sind, dass ihre Zähne sinken sich nicht tiefer der Grundlage der Zähne des Sperrzahnrads (1).
Ein Handwerkzeug auf der Basis des Kupplung nach Ansprüche 1, 2, dadurch gekennzeichnet dass auf einer Seite des Rahmens (6), die seine beiden parallelen Seiten verbindet, befindet sich eine Achse (10), die nach außen vorsteht und den Rahmen (6) des Kupplung mit dem Griff (7) der Handwerkzeug verbindet, jedoch mit dem Möglichkeit des freies Drehung auf der Achse (10), relativ zueinander, und diese Seite kann um seinige Längsachse sich zu drehen.