DE2308473A1

DE2308473A1 - Drehkupplung fuer eine einzige antriebsrichtung, insbesondere freilauf

Info

Publication number: DE2308473A1
Application number: DE19732308473
Authority: DE
Inventors: Spaeter Genannt Werden Wird
Original assignee: Agence National de Valorisation de la Recherche ANVAR
Current assignee: Bpifrance Financement SA
Priority date: 1972-02-23
Filing date: 1973-02-21
Publication date: 1973-08-30
Also published as: CS166050B2; HU167404B; ES411865A1; AU466591B2; FR2173421A5; ATA155973A; NO135378B; CA981194A; BE795900A; LU67067A1; SU561524A3; DD101950A5; DE2308473C3; CH577646A5; NO135378C; US3865219A; ZA731179B; NL7302159A; BR7301379D0; GB1420352A

Description

19, Fobruar 107 3 Gz//ρη

AGEMCE NATIONALE DE VALORISATION DE LA 3328-72

RECMKPCHE (A^VAR)

Drehkupplung für eine einzige Antrie&srichtung, insbesondere Freilauf.

Die Erfindung "betrifft die Kupplungsmecha-

niSÄen, Vielehe zwei gegeneinander um οine Achse drehbare feeta Körper verbinden und eine der beiden möglichen Drehrichtungen. verhindern sollen, ohne der anderen Sichtung eine-η merklichen Vi'iderstand entgegenzusetzen, wie nicht umkehrbare Verkürzungen, Euckdrehungen verhindernde Vorrichtungen, Freilaufe.

Bei derartigen Kupplungen ist es bekannt,

zwischen den beiden festen Körpern Gleitschuhe oder Keile vorsusehen, welche gegebenenfalls α it einstellbaren Bremsschuhen zusccinenvirken. Dieses Prinzip is^ zwar bekannt, die aittelc deLselber: bichar vervirklicnten Ausführungen gestatten jedoch niont, in all^n Jäilerj gute trrebnisse z,u erhalten, da sie nicht syateir.äbiseli die v^rschir-denen r.iaf^:,gebenden Faktoren Lordci:i.:ich'cij;en und ir.^bcuonderc schwierigt und kostspielige Fvr."i'bt. j. tu'iroii or^ordern ,

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Erfindung 3 geir.äs o wird eine Kombination von Elementen benutzt, bei welcher bei einer Anordnung mit zwei gegeneinander um eine Achse drehbaren Körpern, insbesondere einem Zentralkörper, z.B. einer Welle oder Nabe, und einer den Zentralkörper umgebenden Muffe, einem Gehäuse oder einen ßing, wobei zwischen diesen als Keile oder Gleitschuhe ausgebildete Zwischenteile angeordnet sind, welche den Antrieb in einer ein^ Richtung bewirken,- diese Zwischenteile durch wenigstens einen Gleitschuh, welcher an einer zu der Kupplung gleickachsigen Umdrehungsfläche der Iluffe gleiten kann, und einen Bremsschuh gebildet werden, welcher drehbar zwischen den Gleitschuh und de:n Zentralkörper angeordnet ist und an einer ebenen Fläche gleiten kann, welche den Gleitschuh oder dem Körper oder eince fe .rt; mit einen dieser beiden Teile verbundenen Teil angehört, wobei die Drehachse des Bremsschuhs in geeigneter Weise gegenüber aer zu dieser ebenen Fläche senkrechten Axialebene verschoben ist, wobei jeder Gleitschuh ausserdem mit dem Zentralkörper durch eine Feder verbunden ist, welche so angeordnet ist, 'iss ale alle Teile in der Blockierungsstellung miteinander in Berührung halt, selbst Doi einer. Gleiten in dem zugelassener. Richtung

So wird z.E. der Gleitschuh durch eine Art

Stab gebildet, welcher an seinen beiden 2nden. an einer eine zylindrische oder andere Umdrehungsflache bilden ¹Su Gleitfläche der Muffe gleiten kann, während der in dein Gleitschuh drehbar gelagerte Bremsschuh, welcher z.S. die Form eines geiaäas einer zu seinen Mantellinien parallelen Ebene abgeschnittenen Zylinders hat, an einer ebenen Fläche des Zentralkörpers gleiten kann. Es kann auch die umgekehrte Anordnung getroffen v.-orden, bei welcher der Bremsschuh in den Zentralkörper drehbar gelagert ist und an einer ebenen Fläche des Gleitschuhs gleitet.

Diese Ausbildung ist zveckmässig, da sie gestattet, die Keilwirkung zwischen dem Gleitschuh und der anzutreibenden zylindrischen Fläche zu verbessern. Ausserden sind die verschiedenen Teile, der Gleitschuh und der Stab bequemer mechanisch herzustellen. Insbesondere erfordert die Herstellung oder die Bearbeitung des Stabes, der.sen mit der entsprechenden zylindrischen Flache der rluffe in Singriff stehende zylindrisch-Flächen eine verhältnismäßig kleine Amplitude haben, eine er-

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heblich geringere Genauigkeit als in den Fall eines Segment:?, welches nit seiner ganzen Ausäenfläche mit der Kuffe in Berührung kommen soll. Es nuss dann aber entsprechend diesen Daten die richtige Verschiebung bestimmt werden, welche zwischen der Achse des Bremsschuhs und der zu der ebenen Gleitflache senkrechten Axialebene vorzusehen 13t.

Diese Verschiebung wird ganz allgemein so klein gewählt, dass die einseitige Blockierung ohne Gleiten oder Verzögerung in der Antriebsrichtung sichergestellt wird, jedoch so gross, dass jede Klemmwirkung in der entgegengesetzten Richtung vermieden v/ird.

Die Srfindung betrifft im Besonderen eine Berechnungsmethode zur bequemen Bestimmung des günstigsten Wsriea dieser Verschiebung in Punktion der maßgebenden Parameter, insbesondere der Reibungskoeffizienten zwischen dan verschiedenen Flächen.

Geniass einem weiteren Kennzeichen der Srfindung v/erden derartige Vorrichtungen mit Gleitschuhen versehen, welche unter der Wirkung einer Kippsteuerung nach Belieben die eine oder die andere .von zwei Arbeitsstellungen einnehmen können, welche symmetrisch beiderseits der zu der ebenen Gleitfläche senkrechten Axialebene liegen, was die Herstellung einer ^v;p.ch Belieben umsteuerbaren, nur in einer Hichtung wirkenden Verklinkung ermöglicht. ■

Die Erfindung ist nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnung beispielshalber erläutert·

Fig. 1 zeigt schematisch in einer quer zu der Achse geschnittenen Seitenansicht eine erfindungsgemasse Kupplung mit Gleitschuhen und sich selbst einstellenden Bremsschuhen·

Fig. 2 zeigt in einer der Fig. 1 entsprechenden Zeichnung die Prinzipien, welche zur Bestimmung der geometrischen Ausbildung und Anordnung der verschiedenen Teile einer erfindungsgecässen Kupplung zu beachten sind·

Fig. 3 und 4 zeigen entsprechend eine erfindungsgemasse Kupplung mit drei Gleitschuhen in einer der Fig.1 entsprechenden Ansicht bzw. in einer axial geschnittenen Teilansicht.

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Pig. 5 bis 7 zeigen in gleicher Darstellung wie Pig. 3 drei Ausführungsabwandlungen.

Pig. 8 und 9 zeigen in einer geschnittenen Seitenansicht bzw. in einer axial geschnittenen Teilansicht eine andere Ausführungsform mit genuteten Mitteln zur Verhinderung der Bildung eines Ölfilms.

Pig. 10 bis 12 zeigen in gleicher Darstellung wie Pig. 1 verschiedene andere Au3führunssformen.

Pig. 1 zeigt eine mögliche Fora zur Verwirklichung der crfindungsgemässen Prinzipien.

Gemäss Pig. 1 ist eine nur in einer Richtung wirksame Kupplung zwischen einer Welle A und einem Ring oder einer Muffe B, welche sich gegeneinander um eine Achse 0 drehen können, mit Hilfe von zwei Systemen von Zwischenteilen hergestellt, welche zwischen der Welle und dem Ring angeordnet s:.":.d_; wobei jedes System einen Gleitschuh P, einen sich selbst einstellenden Bremsschuh in Porm eines abgestumpften Zylinders oder einer abgestumpften Kugel S und eine Feder R enthält, welche die Teile miteinander in Berührung zu nalten sucht (weiter unten ist unter Bezugnahme-auf Fig. 11 ausgeführt, dass ein einziges derartiges System gegebenenfalls genügen kann).

Die Innenfläche des Ringes B we"H+ einen Abschnitt G auf, welcher eine Umdrehungsfläche um iit. Achse O ist und eine kontinuierliche Gleitbahn bildet, gegen welche sich der Gleitschuh P legt, welcher die Porm eines Stabes hat, welcher an seinen beiden Enden durch Berührungsflächen D-D¹, E-E¹ mit dieser Bahn in Berührung steht.

Die Welle A weist zwei ebene, zu der Achse O parallele und zu dieser symmetrische Flachen C auf.

Gegen jede einen Hocken bildende Fläche C der Welle A legt sich ein selbst einstellbarer Bremsschuh S, welcher sich ausserdem mit dem entsprechenden Gleitschuh P längs einer Fläche T in Berührung befindet, welche insbesondere zylindrisch ist und ein Kreisprofil, einen Halbmeser _t und eine Achse K hat, welche um eine Strecke ja gegen die Achse 0 verschoben ist, oder genauer gegen die durch O gehende, zu der Fläche C senkrechte Axialebene y'-y. Da die Fläche T ein Kreisprofil hat, kann sich der Bremsschuh S um seine Achse K gegenüber dem Gleitschuh drehen.

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Die Peder q.dgl. R halt gleichseitig den Gleitschuh P mit der Gleitbahn G, den Bremsschuh S mit dem Nocken C und den Gleitschuh P nit dem Bremsschuh 5 längs der Fläche T in Berührung.

Wie spater nachgewiesen werden wird, ergibt

diese Anordnung unter gewisssen Formungs- und Bemessungsbedingungen eine nur in einer Richtung wirkende Kupplung zwischen der Welle A und dem Ring 3, wobei sich der Ring gegenüber der Welle A in der Richtung des Pfeils F frei drehen kann, ohne einen anderen Widerstand als das durch die Berührungsfee.erη R erzeugte 1'Ior.ent, während er an jeder Drehung in der entgegen^t-Äot Richtungverhindert ist^ Diese Drehrichtuäfr F ist uiageköh'rt die Antrieosrichtung des "Ringes B durch die «'eile A.

Zur Erieichteiung der Ausführungen seien zunächst unter Bezugnahme auf Fig· 2 die Bedingungen der Ans te πιπί ung eines Gleitschuhs P untersucht, welcher sich an zwischen D, D¹ bzw. E, E¹ liegenden Zwischenpunkten D , E an der Gleitbahn G abstütet. Wenn φ der Grensreib'ingsv.'inkel an den Beruhrungsstellen zwischen dem Gleitschuh B und der Gleitbahn G- genannt wird, nüssen, damit ein Anstemmen bei D oder E stattfindet, die den Gleitschuh gegen die Gleitbahn drückenden Kräfte an diesen Stellen nr., oen Radien 0-D bzw. 0-Ξ Winkel bil-

oo

den, welche kleiner als φ oder gleich φ sind. Anders ausgedrückt, nüssen, wie sich dies nachweisen lasst, die Kräfte den Kreis /' mit dem Kittelpunkt O und dem Halbmesser g.sin φ schneiden, wobei g der Halbmesser der Gleitbahn G ist. Dieser ^reis kann der dem Kreis G zugeordnete Reibungskrsi3 genannt werden.

Die geometrische· Summe dieser Anstentkräfte

ist nun die Kraft H, welche die Resultierende des von den Bremsschuh S auf den Gleitschuh P ausgeübten Drucks ist und übrigens mit der Resultierenden der Kräfte zusammenfällt, welche der Bremsschuh S unter den Druck des Korpers A empfangt.

Es kann nachgewiesen v/erden, dass e3 zur Erzielung einer Ansteuerung genügt, dass diese Kraft H das Segment 0-L an einem zwischen O und L liegenden Punkt X schneidet (Fig.

2), wobei der Punkt L der Schnittuunkt der von D und E an

ο ο

den Kreis P gelegten !Tangenten ist, welche au3 den Halbmessern D_Q-0 bzw. E_Q-0 durch eine Drehuag ua den Winkel φ in der iUchtum:; des Pfeils F hervorgehen.

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Um sicherzustellen, «fass diese Ans ', bribed Jr. gung erfüllt ist, muss also einerseits die Angriffslinie de?.' Kraft H bestimmt werden, und andererseits geprüft werden, dass; diese tatsachlich zwischen den Punkten O und L hindurchgeht.

Die Stellung dieser Angriffslinie der Kraft H geht aus den Gleichgewichtsbedingungen des Bremsschuhs S hervor , welcher sich an der Gleitgrense an der Ebene C w-ie—in .,,; 3einer kreisförmigen Ausnehmung T befindet. Wenn y der &?er::~ reibungswinkel an diesen beiden Berührung::flächen genannt vi.vi _; wobei zur Vereinfachung angenommen ist, dass er an diesen beiden Flachen der gleiche ist, sieht man, da::;? die Angrifungerade der ^raft H un einen Winkel γ in d<r rechtanj^dcs Pfeils F ^'.:■■-gegenüber der zu der Ebene 0 Senkrechten schräg Liegt, un.,1 dr,;r sie zu dem dem Kreis Ϊ zugeordneten "Reibungskrr--s" tan^ηntial ist, wobei dieser Reibungskreis den -'-ittelpuji.:t ^v. *.;nci cen HaV: messer t.sin γ hat, worin t der Halbmessor des Krf?> j/;, ΐ in; Infolgedessen geht diese Resultierende H durch der. ' -';hi.⁴ : 1. des Kreises T, wenn so der Punkt des Kreises Γ · ^. ic line τ ' :.. ^J _} dessen Kalbaesser senkrecht auf der Ebene C st ei:;;, und ausse:.'-dem bildet sie einsn Winkel Ύ mit diese·:. Halbmesser. Info'ir;:- dessen hat ihr Abstand d von der Achse O, d.h. ihr Kebelar::·._; ."^.i Wert :' α = e.cos y + i.sitiy (1)

worin ^ und _i die Koordinaten des Punkts I (Pig.2) darstellt; nämlich :

. _e : die Verschiebung des Mittelpunkts K deü Bremsschuhs gegenüber der ru der Ebene C senkrechten Axialebene,

j. : k + t, die Höhe des Scheitels I des Bremsschuhs gegenüber der zu der Ebene C parallelen Axialebene (wobei k ebenso die algebraische Ordinate des Mittelpunkts K des Bremsschuhs ist).

Andererseits kann aus den Dreieck E -0-L

leicht abgeleitet werden, dass 0-L.sin β = 0-E . sin φ,

woraus sich ergibt : 1 = g. ~~—%- (2)

~~ sin ρ

worin 1 die Strecke 0-L, £_ den Halbmesser des Kreises G u-u" β den V/inkel zv/ischen E-O and der Richtung 0-x der F.bene C bezeichnet (Fig. 2),

Ferner kann leicht nachgewiesen werden, er:".j die Gerade 0-L um einen Winkel φ gegen diese Richtung 0-:l

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geneigt ist. '

Die durch die obige Formel (2) gegebene Länge I^ stellt den grössten Wert des Hebelarms dar, reit welchen die Kraft H in den Grenzfall, in welchem die Angriffslinie dieser Kraft H bei I senkrecht zu der Geraden 0-L liegt, den Ring B in Umdrehung versetzen kann.

nachdem die Stellung der Resultierenden H sowie der Punkt L auf diese V/eise bestimmt wurden, kann leicht geprüft werden, ob die Anstemnbedingung erfüllt ist, d.h. ob die Gerade I-H zwischen den Punkten 0 und L hindurchgeht. Wenn z.B. γ = φ, was der Fall ist, wenn alle Teile der in Pig. 1 dargestellten Kupplung aus dem gleichen Werkstoff und mit dem gleichen Oberflächenzustand hergestellt sind, ist I-H senk™ recht zu 0-L, und ihr Abstand von dem Punkt 0 ist :

d¹ = OX - eicos^ + i.sini^ (3)

Die Ansteinmbedingung kann dann geschrieben werden :

d¹ as e.cos^ + i.sinV⁷ < g. ^si }' (4)

7 / sin ρ

(worin d¹ wiederum der Hebelarm ist, mit welchem die Kraft H wirkt).

Nach Befriedigung der Anstemnbedingung muss

ausserdem, .damit die Kupplung vollständig befriedigend arbeitet, die Sntsperrung ohne Klemmen erfolgen, wenn dit lie^egung sich in den zulässigen Sinn auszubilden sucht.

Die erste Bedingung hierfür ist, das3 der

Halbmesser 0-1 mit der Geraden I-K einen Winkel bildet, der grosser als der Reibungswinkel ist, d.h. :

T^" "kg "Ψ ödere, cos "f > i.siny (5)

Die zweite Bedingung ist, dass der bei I

entlastete Gleitschuh P sich ohne klemmen seiner Anlagestellen bei D und E entsperrt, vofür genügt :

β>φ (6)

Diese drei durch die Formeln (4), (5), (6)

ausgedrückten Bedingungen ermöglichen den Fachmann ohne weiteres, eine erfindungsgemasse Kupplung zu entwerfen, wobei er leicht diese Formeln für die komplizierteren Falle verallgemeinern kann (Pail der doppelkonischen Flache der Fig. 4» wobei "Ϋ^φ» sich in dem Körper A drehender Bremsschuh usw.).

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Um einen SicherheitsspielrauK zu haben, b«*~ trachtet er zwei verschiedene Werte von β : £Qx anctatt ES¹* in der Anster.mformel (4) und S¹Cx anstatt E_Q0x in der zv/eiton Formel fur das Nichtklemmen (6).

Ein die in Pig. 1 dargestellte Kupplung betreffendes Zahlenbeispiel genügt, die Verträglichkeit der drei oben aufgestellten Bedingungen nachzuweisen.

Halbmesser g der Bahn G : 50 nun

Reibungskoeffizient : tg φ = tgy = 0,16

φ=9° sin φ = 0,156 cos φ = 0,988

E^Ox = β s 32° sin β = 0,53

e = 8 mm

i = 30 mm (t = 20 nun, K - 10 im).

Die Anstemmbedingung (4) erhalt die Form :

0Σ = d = 6 χ 0,988 + 30 χ 0,156 < 50 §

das heisst : 12,7 <14,7 (der Hebelarm d beträgt also 12,7 mm ).

Die erste Bedingung des Nichtklemmene (5) erhält die Form :

8 χ 0,988 > 30 χ 0,156

das heisst : 8 > 4,7 und für die zweite Bedingung (6) ergibt sich :

32° > - 5° .

was an diesem praktischen Beispiel die Vertraglichkeit der drei oben aufgestellten Bedingungen zeigt.

Alle obigen Ausführungen sind natürlich nur

beispielshalber gemacht. Der Fachmann hat in allen Fallen die Möglichkeit, entsprechend den Eeibungskoeffizienten,durch die Rechnung oder durch Versuche die besten V/erte zu bestimmen, v/elche insbesondere fur die Werte e_ und jL, Maße des Punktes I, zu wählen sind.

Aus den obigen Ausführungen geht deutlich hervor, dass die Arbeitsbedingungen der erfindungsgemässen Freilaufe umso leichter eingehalten werden können, je kleiner die Reibungskoeffizienten γ' des Bremsschuhs'& an der Kurvenbahn C und dem Gleitschuh P und je grosser der Reibungskoeffizient φ des Gleitechuhs an der Gleitfläche G sind. Es muss insbesondere für des Verhältnis ψ/\υ ein Wert von mindestens grossenordnungs«

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massig 15/10 vorgesehen werden.

Hierfür können z.3. die Bremssehuh^aus Bronze oder einer die Reibung vermindernden Legierung oder aus Kunststoffen der unter dem Namen TEFLON oder DIjLRIIT bekannten Art hergestellt werden. Dieser Reibungskoeffizient kann auch durch Beläge oder geeignete Oberflächenbehandlungen, z.B. Sulfini3ierung, verringert werden. Die Bremsschuhe können auch aus Stahl sein, wie die anderen Teile des Freilaufs, sie sind dann aber vorzugsweise sulfinisiert. Gegebenenfalls können die Gleitschuhe auch aus Gusseisen bestehen.

Bei den Gleitochuhen kennen ihre Berührungsflächen mit der Gleitbahn mit Materialien mit hohem Reibungskoeffizienten überzogen sein, wie die für Bremsbeläge benutzten. Ferner kann can diesen Gleitflächen ein doppeltkoai3ches oder mehrfachkonisches Profil geben, wie in Fig. 4 dargestellt, welche im Axialschnitt einen Freilauf mit drei Gleitschuhen zeigt, dessen Vorderansicht in Fig· 3 dargestellt ist, was zur Erzielung eines scheinbaren Reibungskoeffizienten φ¹ führt, welcher grosser als der zylindrischen Flächen (Fig. 1) entsprechende Reibungswinkel φ ist.

Wenn zwei Berulirungszenen zwischen den Gleitschuhen und der Gleitbahn G vorgesehen sind, kann auch der Winkel D OE (Fig. 5) zwischen diesen Berührungszonen vergrössert werden, wobei jedoch eine obere Grenze besteht, nämlich die Klemmgrense (Bedingung (6) : β.>φ)·

Alle diese getrennt cder zusammen benutzten

Merkmale ermöglichen die Herstellung von sehr kräftigen Freiläufen, die Vergrosserung des für den Durchtritt einer Welle M innerhalb des Nockens A verfügbaren Raums (Fig. 3), z.B. wenn drei Anordnungen mit Gleitschuhen und Bremsschuhen vorgesehen werden, und die Verringerung der inneren Beanspruchungen durch Vergrosserung der Hebelarme d = 0-X (Fig. 2).

Es ist jedoch zu bemerken, dass die Teile ■

zweckmässig durch elastische Kittel in Berührung gehalten werden, z.B. die Feder R, damit die Gleitschuhe stets funktionsbereit sind. Die Losung der Fig. 3, in welcher die Feder R so angeordnet ist, dass sie auf den Gleitschuh P und den Teil A eine Virkung in der Querrichtung ausübt, kann in gewissen Fallen un-

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genügend sein.

Diesen Nachteil kann dadurch abgeholfen werden, dcss die Federn R tangential angeordnet werden, wie in Pig. oder in Fig. 7 angegeben, femer können,, wie in Fig. 6 dargestellt, Zugfedern T™ allein oder in Kombination mit den Druckfedern R vorgesehen werden.

Ausserdem können Anschlagmittel vorgesehen werden, wie in Fig. 7 und 8 bei 3 dargesxellt, um die Amplitude des Rückgangs der Gleitschuhe P durch Trägheit zu begrenzen, falls die Nabe A bedeutende Winkelbeschleunigungen in der zugelassenen, dein Pfeil F entgegengesetzten Richtung ausführen l?ann.

Es kann ferner interessant sein, wie in der durch die eine axial geschnittene Teilansicht des Ringes B darstellende Fig. 9 vervollständigten Fig. 8 dargestellt, axiale Nuten 1 an der Reibfläche der Gleitschuhs und tangentiale Nuten 2 an der Gleitbahn des Ringes 3 vorzusehen, wobei die Kreuzung dieser Nuten die Berührungsfläche in ein Quadratmuster von Berührungsflachen unterteilt, wodurch die etwaige Bildung eines Ölfilms zwischen dem Gleitschuh und dem Ring verhindert wird ·

Es können jedoch auch andere I ittel zu diesem Zweck vorgesehen werden.

Fig. 10 zeigt, dass die erfindungsgecassen

Freilaufe auch mit Bremsschuhen S hergestellt werden können, welche in der Welle A gelagert sind, wobei die Gleitschuhe auf ihnen gleiten.

Fig. 11 zeigt die Möglichkeit der Benutzung des Arbeitsprinzips der Fig. 1.0 mit einem in der Welle A gelagerten Bremsschuh, wobei jedoch nur eine einzige Anordnung mit einem Gleitschuh und einem Bremsschuh vorhanden ist.

Bei dieser Ausführung ist die Welle A z.B.

ausgefrast und am Ende ausgebohrt, um den Gleitschuh P und den Bremsschuh S aufzunehmen, wobei ein genügendes Spiel für die · Ausschlage des Gleitschuhs P gelassen wird. Die gestrichelten Linien erinnern an die in Fig. 2 dargestellten Konstruktionsprinzipien und tragen die gleichen Bezeichnungen. Hier wird jedoch der Kraft H durch eine gleiche und entgegengesetzte Kraft H¹ das Gleichgewicht .^ha^t^n, ^welche zu dem Reibungs-

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kreis P tangential liegt. Der Schnittpunkt J¹ der Angriffslinie dieser Kraft H¹ mit dem Kreis G bestirnt den Anlagepunkt der Habe A an den Ring B in der Antriebsstellung. Bei der Auskupplung ist dieser Punkt J¹ der augenblickliche Drehpunkt von A gegenüber B, und es kann leichtfestgestellt werden, dass der Winkel zwischen I-J¹ und K-I erheblich grosser als der Reibungswinkel ist, was eine Sntsperrung ohne Klemmen von den Punkt I aus gestattet. Die linie D¹-E¹ schneidet den Reibungskreis Γ nicht, die grosse Öffnung des Winkels D^fC2· lässt es jedoch angezeigt erscheinen, die Druckfeder R durch eine Zugfeder T_R zu verdoppeln, um den Antrieb des Gleitschuhs ? sicherzustellen, wenn sich die Welle A in der in Bezug auf den sie umgebenden Ring B zugelassenen / S¥Htfh oder zu drehen sucht.

Pig. 12 zeigt schliesslich sehr schematisch das Prinzio eines umkehrbaren erfindungsgemässen Freilaufs, d.h. bei welchem der Sperrsinn nach Belieben umgekehrt werden kann.

Die Gleitschuhe P und ihre zugehörigen Bremsschuhe S können in Bezug auf die Welle A die eine oder die andere von zwei Stellungen einnehmen, welche in Bezug auf die durch O gehende, zu den Gleitflachen der ITabe senkrechte Achse y'-y symmetrisch sini und können in der einen oder der anderen dieser Stellungen in federnder Lage durch eine nicht dargestellte Kippvorrichtung gehalten werden. Man kann daher nach Belieben die. Antriebsrichtung, (F„oder -F) umkehren.

Wie aus den obigeη Ausführungen hervorgeht, besitzt der erfindungsgemasse Freilauf zahlreiche Vorteile gegenüber den bereits bekannten, insbesondere folgende :

- eeine Teile sind sehr einfach und leicht

zu bearbeiten, was insbesondere für den stabförmigen Gleitschuh P gilt, und bequem einzubauen ;

- er besitzt genaue Eigenschaften sowohl hinsichtlich des Fehlens einer Reibung in dem Antriebssinn als auch des Fehlens eines Klennens bei der Entsperrung.

Tatsachlich wurde oben nachgewiesen, dass man· stets in der Lage ist, die ideale Arbeitsweise durch eine Berechnung der verschiedenen Abmessungen zu bestimmen, insbesondere der Abstande _e und i_ in Funktion der Reibungskoeffizienten.

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Claims

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I* ate η t« a η s ρ ruche

—

Drehkupplung nit einer einsigen Antrieborichtung, insbesondere Freilauf, mit zwei gegeneinander ua die gleiche Achse drehbaren Körpern, insbesondere einem Zentralkörper, wie eine Welle oder eine Habe', und einer Muffe oder einem Ring, wobei zwischen diesen beiden Körpern-nach Art von Keilen oder Gleitschuhen ausgebildete Zwischennittel vorgesehen sind, um diese beiden in der einen Drehrichtung fest miteinander zu verbinden, dadurch gekennzeichnet, dass diese Mittel durch wenigstens einen Gleitschuh (P), welcher an einer "Jmdrehungsfläche (G) der zu der Kupplung gleichaohsigen Muffe (B) gleiten kann., und einen Bremsschuh (S) gebildet v/erden, v/elcher drehbar zwischen dem Gleitschuh (P) und dem Zentralkörper (A) angeordnet ist und auf einer ebenen Fläche gleiten, karu;, welche entweder dem Gleitschuh oder dem Zentralkörper oder eine fest mit einem dieser beiden Teile verbundenen Teil angehört, wobei die Drehachse (K) des Bremsschuhs (S) in geeigneter Weise gegen die zu dieser ebenen Flache senkrechte Axialebene verschoben ist, wobei wenigstens eine Feder (H) mit dem Zsiitralkörper (A) und den Gleitschuh (P) so zusammenwirkt, dass sic ^ie Berührung zwischen den Gleitflächen aufrecht zu erhalten cuoht.
2.) Kupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Gleitschuh (P) die Form eines Stabes hat, welcher sich an seinen beiden Enden durch zwei Berührung3zonen (D-D¹; 2-E¹) an der zylindrischen Gleitfläche (G) des Ringes abstützt (Fig. 1, 5, 10, 11).
3.) Kupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die gleichachsige Umdrehungsfläche (G) zylindrisch ist (Fig. 2).
4.) Kupplung nach Anspruch 1 oder 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die gleichachsige Umdrehungsfläche doppeltkonisch oder mehrfaehkor.isch ist,derart, dass der Grenzreibungswinkel (φ) vergrössert wird (Fig.4).
5.) Kupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Bremsschuh (S) durch einen Cylinder gebildet wird, welcher durch eine zu seinen Hantellini.on parallele Ebene abgeschnitten ist, so dass eine ebene Flachs entsteht, welche an der entsprechenden ebenen Fläche (C) des

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ρε oder des Gleitschuhs gleiten kann, wobei die Achse (K) dieses Zylinders solche Koordinaten (_e und k - Fig. Z) gegenüber den zu der Gleitfläche senkrechtan bzw. paralleler. Axialebenenhat, dass die Bedingung des' Antriebs in einer Richtung erfüllt ist, wobei der Halbmesser (V) des Zylinders, insbesondere grössenordnungsmassig 20 bis 60/S , is besonderen 30 bis 50 >, des Halbmessers (g) der zylindrischen Gleitfläche (G) des Ringes (B) beträgt·
6.) Kupplung nach einen: der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Bremsschuh (S) durch ein Kugelseginent gebildet wird.
7·) Kupplung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem Bremsschuh (S) mit dem Halbmesser t^, dessen Achse die Koordinaten £ und k (Pig. 2) in Bezug auf die zu der ebenen Fläche des .Bremsschuhs normalen bcw. parailelon Axialebenen hat, diese Werte mit den Keibungskoeffizienten y des Gleitschuhs (P) durch folgende Formel verbunden sind : e.cosV .> i. sin W worin i die algebraische Summe k + c ist.
8.) Kupplung nach Anspruch 1 und 2, dadurch

gekennzeichnet, dass die beiden Berührungszonen (D-D¹ί E-B¹) des Gleitschuhs von der zentralen Achse (0) der Kupplung aus unter einem Winkel (π - 2 ß) gesehen v/erden, w^i der Winkel β grosser als der Reibungswinkel φ zwischen dem L-leitschuh 0?) und der Umdrehungsfläche (G) ist (Fig. 2).
9·) Kupplung nach Anspruch 1 und 2, dadurch

gekennzeichnet, dass der Winkel π - 2 β, unter welchem von der zentralen Achse (0) der Kupplung aus die beiden Berührungszenen (D-D¹: 3-3') gesehen werden, grSssenordnungsmässig 90 bis 160° und vorzugsweise 110 bis HO⁰ beträgt (Fig. 5).
10.) Kupplung nach einem der Ansprüche 2 bis 9 mit wenigstens einem Gleitschuh P zit zwei unter dem Winkel % - 2 β gesehenen Berührungszoneη, welcher mit einem insbesondere zylindrischen Bremsschuh mit dem Halbmesser jt zusammenwirkt, dessen Mittelpunkt K die Koordinaten £ und k in Bezug cuf die zu der ebsnen Gleitfläche senkrechten bzw. parallelen Axialebenen besitzt, wobei die Reibungskoeffizienten φ undv des Gleitschuhs an der zylindrischen Fläche bzw. des Bremsschuhs an der ebenen Flache gleich sind, dadurch gekennzeichnet, dasa

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diese verschiedenen Werte miteinander durch die Anstenmbeziehung e.cos φ + i. sin <p< g verbunden sind, worin JL die algebraische Summe k + t ist·
11.) Kupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Bremsschuh (S) in dein Zentralkörper (A) oder in einem mit diesen fest verbundenen Teil drehbar gelagert ist und an einer ebenen Fläche des Gleitschuhs (P) gleitet (Pig. 10 und 11).
12.) Kupplung nach Anspruch 11, dadurch gekenn zeichnet, dass ein einziger Gleitschuh innerhalb einer Aussparung der Welle (A - Pig. 11) angeordnet ist, welche so breit ist, dass der Gleitschuh (P) in ihr untergebracht werden kann, welcher insbesondere als ebene Gleitfläche fur den Bremsschuh (S) dient, welcher in einer einem der beiden Hander der Aussparung benachbarten Ausnehmung drehbar gelagert ist ·
13.) Kupplung nach einem der Ansprüche 1 bis

12, dadurch gekennzeichnet, dass zv/ei Gleitschuhe (P) mit ihren Bremsschuhen (S) beiderseits des Zentralkörper (A) vorgesehen sind (Pig. 1).
14.) Kupplung nach einem der Ansprüche 1 bis

12, dadurch gekennzeichnet, dass drei Gleitschuhe (P) und drei Bremsschuhe (S) in Xon^vlr.-_ktion mit einen dreieckigen Zentralkörper (A) vorgesehen sind (Pig. 3 und 7)»
15.) Kupplung nach einem der Ansprüche 1 bis

14, gekennzeichnet durch Kittel, welche einen Anschlag (3) für die Gleitschuhe (P) bilden und die Amplitude ihres etwaigen Rückgangs durch Trägheit begrenzen, besonders bei einer bedeutenden Winkelbeschleunigung des Zentralkorpers in der. der Antriebsrichtung entgegengesetzten Richtung (Fig7 Ί~ΰηά S).
16.) Kupplung nach einem der Ansprüche 1 bis

15, dadurch gekennzeichnet, dass die Bremsschuhe (S) aus Bronze oder einen anderen Katerial mit niedrigem Reibungskoeffizienten Ψ (TEFLON, DSLHIIi) sind oder Oberflachen besitzen, welche zur ' behandelt wurden

Senkung des Reibungskoeffizienten (Schwefelung usw./.
17.) Kupplung nach einem der Ansprüche 1 bis

16, dadurch gekennzeichnet, dass die Feder (R) eine Wirkung ausübt, welche den Gleitschuh an einem Ende von dem Zentralkörper in der Querrichtung abzuspreizen sucht (Fig. 1, 3, 5 10).

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«15- 2308 A 73 3328-72
18.) Kupplung nach einem der Ansprüche 1 bi3

16, dadurch gekennzeichnet, dass die Feder (R) parallel zu der Gleitflache des Bremsschuhs wirkt (Fig. 6, 7, 8).
19·) Kupplung nach einem der Ansprüche 1 bis

16, dadurch gekennzeichnet, dass die Feder eine Zugfeder (R_m) ist, welche allein oder in Zusammenwirken mit einer Druckfeder (R) wirkt (Fig. 6, 11).
20·) Kupplung nach einen der Anspruchs 1 bis

19» dadurch gekennzeichnet, dass die ümdrehurigsi'läche des Ringes Nuten (2) enthalt, welche die Bildung eines Ölfilms zwischen der Muffe und den Gleitschuh verhindern (Fig. 9)·
21.) Kupplung nach einen der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberfläche des Gleitschuhs (P) eine llutenanordnung (1) tragt (Fig· 8).
22.) Kupplung nach Anspruch 20 und 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Kuten (2) der zylindrischen Fläche sich in der Umfangsrichtung erstrecken, während die Nuten (1) des Gleitschuhs axial liegen, so dass sie sich, mit den erstsren kreuzen.
23·) Kupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass der Ring (B),der Gleitschuh (P) und der Bremsschuh (S)aus solchen Werkstoff«»*· hergestellt sind, dass der Reibungsv.'inkel (φ) des Gleitschuh an dem Ring grosser als der Reibungswinkel (y ) des Bremsschuhs an den Gleitschuh und an der ebenen Flache (C) ist, wobei dieses Verhältnis z.B. 15/10 betragt·
24.) Kupplung nach einem der Ansprüche ί bis

23» dadurch gekennzeichnet, dass die Gleitschuhe (P) eine solche Form haben, dass sie mit den zugehörigen Bremsschuhen (S) zwei symmetrische Stellungen einnehmen können, wobei sie durch eine mit der Kupplung verbundene Kippsteuerung in die eine oder die andere dieser Stellungen gebracht und in dieser federndjgehalten werden können, so dass ein umkehrbarer Freilauf entsteht (Fig. 12).

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