DE2159372C3 - Freilaufkupplung - Google Patents

Description

schiebbar gelagert ist, die an ihrem radial nahe innerhalb der Kronverzahnung (9) angeordneten Außenumfang einen axial gerichteten Schlitz (3) aufweist, durch den das freie, radial verlaufende Ende (11) der Wendelfeder (10) hindurchragt.

2. Kupplung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die Kronverzahnung (9) des Zahnrades (7) in der Art einer Wolfszahnung mit leicht geneigten Flächen (13) und mit stark geneigten Flächen (12) ausgestattet ist.

3 Kupplung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittellinie des Schlitzes (3) mit den Mantellinien der zylindrischen Trommel (2,4) einen Winkel einschließt.

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Die Erfindung bezieht sich auf eine Freilaufkupplung mit einem gegenüber einer Achse drehbar angeordneten Zahnrad mit K-.on* „zahnung und einer ils Klinke dienenden, mit einem Ende um die Achse gewundenen Wendelfeder, die mit ihrem freien anderen, radial verlaufenden Ende in die Kronzahnung federnd eingreift.

Bei bekannten Freilaufkupplungen dieser Art ist die Kraft, die aufgewendet werden muß, um den Antrieb gegenüber dem Abtrieb rückwärts zu drehen, verhältnismäßig groß, da die als Klinke dienende Feder so dimensioniert sein muß, daß diese im normalen Antriebsfall ein möglichst großes Drehmoment überträgt. Daher ist die Wendelfeder relativ steif. Außerdem ist die Wendelfeder bei den bekannten Kupplungen in mehreren Windungen um die zentrale Achse gewickelt, so daß sie zwangläufig in Drehrichtung relativ elastisch wird und sich infolgedessen auf der Achse auf- bzw. abgewickelt. Antrieb und Abtrieb sind infolgedessen nicht starr miteinander gekoppelt, wie bei einem Gesperre mit einem von einer Feder betätigten Klinkenhebel, sondern sie drehen sich je nach dem übertragenen Drehmoment mehr oder weniger stark gegeneinander.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese Nachteile zu beheben und damit eine Kupplung vorliegender Art bezüglich Zuverlässigkeit den im Aufbau komplizierteren Gesperren mit Klinkenhebel und Feder ebenbürtig zu machen. Zu diesem Zwecke ist die erfindungsgemäße Freilaufkupplung dadurch gekennzeichnet, daß auf der Achse eine die Wendelfeder umgreifende Trommel sitzt und axial unverschiebbar gelagert ist, die an ihrem radial nahe innerhalb der Kronzahnung angeordneten Außenumfang einen axial gerichteten Schlitz aufweist, durch den das freie, radial verlaufende Ende der Wendelfeder hindurchragt.

Dank der Durchführung des freien Feder-Endes durch den Schlitz einer Trommel kann man das freie liegt, muß der
der nur um ein
schlitz nach außen
Antrieb nur sehr gestelle zwischen Trommelschlitz und das kurze, außerhalb der Trommel ste Feder-Ende deformieren. Es mußte geradezu Abscherung erfolgen. Da diese Scherkraft aber an einem langen Hebelarm angreift, der gleich dem Radius der Trommel ist, sind die übertragbaren Drehmomente sehr groß im Verhältnis zum kleinen zu übertragenden Drehmoment in Leerlaufrichtung. Dies ist bei der bekannten obenerwähnten Freilaufkupplung nicht der Fall; dort wird die Feder nicht geschert, sondern auf Biegung beansprucht. Die Drehmomentverhältnis der erfindungsgemäßen Kupplung sind daher um ein Vielfaches günstiger.

Da das freie Feder-Ende im Trommelschlitz £.eführt wird und dieser Schlitz nur wenig breiter zu sein braucht als der Drahtdurchmesser der Feder, und da im Arbeitslauf praktisch keine Formänderung der Feder eintritt, ist die »Elastizität« der erfindungsgemäßen Kupplung so klein, daß sie in ihrer Zuverlässigkeit einem im Aufbau komplizierten Gesperre mit Klinkenhebel und Feder entspricht und infolgedessen beispielsweise tür die folgenden Anwendungen zuverlässig brauchbar ist:

Sie kann für die einwandfreie Nullstellung eines

Teiles eines Getriebezuges verwendet werden, ohne

dabei die Lage des restlichen Zuges zu verändern.

Eine andere Anwendung besteht im schrittweisen

Antrieb eines drehbaren Mechanismus, dor durch

einen Hebel getrieben wird, wie auch ir. Jer Zurück-

stellung eines Zeitschalters, im besonderen eines Mi-

kroschalters. Als weitere Anwendung kommt auch

eine unidirektionale Kupplung in einem Getriebe mit mehreren Übersetzungen in Frage.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben.
Es zeigt

Fig. 1 einen Axial-Schnitt durch dieses Ausführungsbeispiel und

Fig.2 in vergrößertem Maßstab eine Seitenansicht eines Details.

Die dargestellte Freilaufkupplung besteht aus zwei zueinander koaxialen Organen, von welchen das eine treibend und das andere getrieben ist. Eines dieser Organe besteht dabei aus der Achse oder Welle 1, auf welcher die zylindrische Trommel 2 befestigt, z. B. aufgetrieben ist. Letztere hat in der Seitenwandung einen Schlitz 3. Als weitere Elemente sind auf der Achse oder Welle 1 das Ritzel 4 und unterhalb 6s der Trommel 2 die Büchse S mit der Auflage 6 befestigt, z.B. aufgetrieben. Das andere der beiden koaxialen Organe besteht aus dem Rad 7, das freidrehend auf der Büchse S angeordnet ist und zwei Ver-

zahnungen aufweist. Eine dieser Verzahnungen hat die Form einer gewöhnlichen Stirnverzahnung 8. Die andere Verzahnung 9 ist eine Kronverzahnung mit Wolfszähnen und liegt nahe der Außenwandung der Trommel 2. Eine Wendelfeder 10 aus Draht mit rundem Querschnitt liegt innerhalb der Trommel 2 und ist um die Büchse 5, also um die Achse I gewunden. Das lange Ende Il der Wendelfeder 10 verläuft radial gradlinig und tritt mit einem kurzen Stück durch den Schlitz 3 der Trommel 2 nach außen und stützt sich dort dank einer gewissen Vorspannung auf der Kronzahnung 9 des Rades 7 ab. Das innere Ende der Wendelfeder 10 stützt sich an der Innenstirnseite der Trommel 2 ab.

Zur Erläuterung der Arbeitsweise der erfindungsgemäßen Freilaufkupplung sei davon ausgegangen, daß das Rad 7 das treibende Organ ist. Wird nun dieses Rad 7 in einer bestimmten Drehrichtung, beispielsweise von links nach rechts in Fig. 2 gedreht, nimmt die Kronverzahnung 9 die Wendelfeder 10 und damit die Trommel 2 und das F. itzel 4 mit. Dadurch, daß das über die Trommel 2 vorstehende Stück des Feder-Endes 11 sehr kurz ist, hat dieses kurze Stück eine große Biegefestigkeit. Da aber der in der Trommel 2 liegende, lange Teil des radialen Feder-Endes sich leicht biegen läßt, stützt sich das Ende an der rechten Wandung (Fig. 2) des Schlitzes 3 der Trommel 2 ab. Infolge der der Wendelfeder innewohnender Vorspannung sinkt dabei das vorstehende Stück des Feder-Endes 11 auf den Grund einer Wolfszahnlücke und wird schließlich gegen das untere Ende der Flanke 13 des Wolfszahnes 9 geduckt. Diese Flanke 13 weist einen Neigungswinkel auf, der die Feder am Hochsteigen· hindert, so daß diese am Fuß des Wolfszahnes gefangen gehalten und damit ein sicheres Mitnehmen von Trommel 2 und Ritzel 4 gewährleistet ist.

"~ Wird nun aber das Rad 7 in entgegengesetzter Drehrichtung, d. h. von rechts nach links in F i g. 2 gedreht, heben die stark geneigten Flächen 12 der der Wolfsverzahnung 9 das Ende 11 der Wendelfeder 10 an, so daß diese im Schlitz 3 der Trommel 2 eine

ίο Hin- und Herbewegung ausführt, also über die Wolfszähne hinwegrätscht. Wie schon in der Einleitung erwähnt, verlangt dieses Hinwegrätschen beim Leerlauf (Stillstand des Ritzels 4) nur kleine Kräfte parallel zur Achsrichtung.

An Stelle des Rades 7 können aber Ritzel 4 und Trommel 2 gedreht werden, so daß die Trommel 2 als treibendes Organ wirkt. Antrieb und Abtrieb sind also umgekehrt. In diesem Falle wird da:* Rad 7 durch die Wendelfeder 10 mitgenommen, wenn die

ίο Trommel 2 von rechts nac links (Fig. 2) dreht und nicht mitgenommen, wenn die Trommel 2 von links nach rechts rotiert.

Die Neigung des Trommelschlitzes3 zur Achsel hat zum Zweck, bei einer Drehung der Trommel 2

as von rechts nach links, oder einer Drehung des Rades 7 von links nach rechts, das Feder-Ende durch ^r''.ⁿ. lechte Schlitzwandung auf den Grund einer Zahnlücke der Wolfszahnunr.9 zu drücken, und bei einer Trommeldrehung von links nach rechts, oder einer Drehung des Rades 7 von rechts nach links, durch die linke Schlitzwandung das Ausklinken des Feder-Endes aus einer Zahnlücke der Wolfszahnung 9 zu erleichtern.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

159

I
Patentanspriiche:

radial verlaufende Ende der Wendelfeder im Verjf_{8Itnis zmn} Wickeldurchmesser der fiur wenige Win-

Achse drehbar angeordneten Zahnrad mit Krön- Äuß verzahnung und einer als Klinke dienenden mit 5 zur Acge de einem Ende um die Achse gewundenen Wendelfeder.die mit ihrem freien anderen,radial verlau-

? SAUS β^ίί?

daß