DE3102586A1

DE3102586A1 - "vorrichtung zum uebertragen von drehmoment"

Info

Publication number: DE3102586A1
Application number: DE19813102586
Authority: DE
Inventors: Birger Karl Lennart 36014 Väckelsång Karlsson
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1980-02-12
Filing date: 1981-01-27
Publication date: 1982-01-07
Also published as: IT1135403B; US4399716A; FR2475661A1; IT8119645A0; GB2069076A; AU6718581A; GB2069076B; SE8001076L; SE420192B

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung
zur Übertragung eines Drehmomentes zwischen einer Welle und einem äußeren ringförmigen Element, insbesondere für die Verwendung bei Winden oder dergleichen, beispielsweise für Segelboote.

Für den Anwendungsfall von beispielsweise Schotwinden an Segelbooten ist es wünschenswert, zwischen der Betätigungskurbel und der Trommel verschiedene Übersetzungsverhältnisse verwenden zu können, so daß wenn die Belastung an der Schot niedrig ist, die Schot schnell aufgewickelt werden kann, während bei ausreichend hoher Belastung die Kraft erhöht werden kann, um die Schot bis zu dem erfor-

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derlichen Ausmaß mit einer geeigneten Kraft von Hand zu spannen. Es sind bereits Schotwinden mit zwei oder drei Zahnrädern bekannt· Ein Nachteil bei diesen bekannten Winden besteht jedoch darin, daß bei dem Wechsel von einem Übersetzungsverhältnis zu einem anderen eine Handbetätigung erforderlich ist. Ein anderer Nachteil liegt in den markierten Unterschieden zwischen diesen Verhältnissen.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine einfaehe und zuverlässige Vorrichtung zum Übertragen von Dreh moment zwischen einer Welle und einem äußeren, ringförmigen Element zu schaffen, mit der eine im wesentlichen gleichförmige und kontinuierliche Veränderung des Übersetzungsverhältnisses zwischen der Welle und dem Ring möglich ist, wobei die Veränderungen von der auf den Ring wirkenden Belastung abhängig sind.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Vorrichtung, die dadurch gekennzeichnet ist, daß wenigstens eine exzentrische, mit der Welle umlaufende Einrichtung und wenigstens ein Kipphebel vorgesehen sind, der durch die exzentrische Einrichtung ausgelöst wird, und der mit Eingriff sgliedem versehen ist, die mit dem umgebenden Ring durch Bewegung des Kipphebels in Antriebseingriff gebracht

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werden können; wobei die wirksame Länge der exzentrischen Einrichtung in Abhängigkeit von der für das Auslösen des Kipphebels erforderlichen Kraft variiert.

Um sicherzustellen, daß der äußere Ring so gleichförmig wie möglich rotiert, werden bevorzugt mehrere Kipphebel verwendet, die in gleichmäßigen Abständen zueinander um die Eingangswelle angeordnet sind.

Die exzentrische Einrichtung weist geeigneterweise die Form eines Nockenelementes auf, welches in einer Richtung in rechten Winkeln zur Eingangswelle bewegbar ist, und welches mittels einer Feder in Richtung seiner äußeren Endstellung vorgespannt ist. Zweckmäßigerweise ist die Innenfläche des Ringes mit Zähnen versehen, die zum Zusammenwirken mit den, als Eingriffsgliedern dienenden Klinken angeordnet sind, wobei die Klinken drehbar an den Kipphebeln montiert sind. Jene Teile der Kipphebel, die mit der Exzentereinrichtung zusammen wirken sollen, sind mittels einer Feder auf die Eingangswelle zu vorgespannt, und die Klinken sind mittels einer Feder auf geeignete Art und Weise gegen die Zähne an der Innenfläche des Ringes vorgespannt. Die Kipphebel können die Form von Winkelhebeln haben, die am Ubergangspunkt der beiden Schenkel drehbar gelagert sind,

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während das äußere Ende des einen der Schenkel so angeordnet ist, daß es mit der Exzentereinrichtung zusammen wirkt, während am Ende des anderen Schenkels die Klinke des Kipphebels drehbar befestigt ist.

Eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird anhand der folgenden Figuren beschrieben. Es zeigt:

Fig. 1 eine Vorrichtung zum übertragen von Drehmoment gemäß der vorliegenden Erfindung in der Draufsicht mit entfernter oberer Abdeckung;

Fig. 2 eine Ansicht gemäß der in Fig. 1 gezeigten mit um einen gewissen Winkel gedrehter Eingangswelle; und

Fig. 3 die übertragungsvorrichtung gemäß der Fig. 1 und 2 in einer Seitenansicht, teilweise im Schnitt.

Die in den Figuren gezeigte Vorrichtung soll zur übertragung eines Drehmomentes von einer Eingangswelle 1, die durch eine Handkurbel oder dgl. gedreht werden kann auf einen Außenring 2 dienen, dessen Innenfläche mit Zähnen versehen ist, von denen nur kurze Abschnitte 3 dargestellt sind. Der Ring 2 kann in einem Formteil einer Windentrommel 4

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aufgenommen sein. An der Eingangswelle 1 ist eine Exzentereinrichtung 5» die als Nockenelement wirkt, nicht drehbar so befestigt, daß eine axiale Bewegung in rechten Winkeln zu der Eingangswelle dieser Einrichtung 5 möglich ist. Die Exzentereinrichtung ist mittels einer Feder 6 auf eine äußere Endposition zu vorgespannt.

Zwischen der Eingangswelle 1 und dem, die Welle umgebenden Ring 2 sind mehrere Kipphebel 7 angeordnet, die um feststehende Lagerzapfen 8 drehbar sind. Die Kipphebel 7 weisen die Form von Winkelhebeln auf, wobei die Lagerzapfen 8 an der Stelle des Übergangs zwischen den beiden Schenkeln der Hebel wie dargestellt, angeordnet sind. Das äußere Ende des einen Schenkels eines jeden Kipphebels 7 ist durch eine Feder 9, beispielsweise durch einen Ring aus Neoprengummi oder einem ähnlichen elastischen Material, auf die Eingangswelle zu vorgespannt. Der Ring ist durch Zapfen 10 befestigt, die an den Enden dieser Schenkel liegen. An dem anderen Ende des anderen Schenkels eines jeden Kipphebels 7 ist mittels eines Drehzapfens 12 eine Klinke 11 drehbar befestigt. Die Klinken 11 werden mittels einer Drahtfeder 13_t die mit den, auf den Klinken befestigten Stiften 14 zusammen wirkt, gegen den mit Zähnen versehenen Ring gedrückt.

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Wie aus der Fig. 3 ersichtlich, kann eine Vorrichtung zur Übertragung von Drehmoment gemäß der vorliegenden Erfindung vorteilhafterweise im oberen Ende einer Windenanordnung, beispielsweise einer Schotwinde befestigt sein, die mit einem dichten Endverschluß 15 versehen ist. Dieser Endverschluß stellt zusammen mit geeigneten Abdichtmitteln sicher, daß das Gehäuse, welches alle bewegbaren Teile aufnimmt, mit öl gefüllt sein kann, wodurch die Zuverlässigkeit im Betrieb sichergestellt wird und Korrossion verhindert werden kann, wenn die Winde in aggressiver Umgebung verwendet wird.

Die Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung funktioniert auf die folgende Art und Weise. Wenn davon ausgegangen wird, daß von der in der Fig. 1 dargestellten relativen Drehstellung zwischen Eingangswelle 1 mit zugehöriger Exzentereinrichtung 5 und den feststehenden Kipphebeln 7 ausgehend die Eingangswelle 1 um ein Stück entgegen dem Uhrzeigersinn gedreht wird, ist zu sehen, daß der in der Fig. 1 links von der Exzentereinrichtung 5 liegende Kipphebel 7 um seinen Lagerzapfen 8 als Ergebnis des Zusammenwirkens zwischen der Exzentereinrichtung 5 und dem einen Schenkel des Kipphebels, gemäß der Fig. 2 geschwenkt wird. Diese Einstell- oder Schwenkbewegung wird bewirken, daß die zugehörige Klinke 11, die durch den Federring 13 im Eingriff mit den Zähnen 3 am Außenring 2 gehalten ist, den Ring 2 um einen gewissen Winkel

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im Uhrzeigersinn dreht. Der Winkel, um den der Ring 2 gedreht wird, hängt von dem Ausmaß ab, mit dem der Kipphebel 7 geschwenkt wird, was wiederum davon abhängt, in wieweit die Exzentereinrichtung 5 von der Eingangswelle 1 absteht. Da die Exzentereinrichtung 5 auf ihre äußere Endposition zu mittels einer Feder vorgespannt ist, hängt ihre effektive Länge von der Kraft ab, die zum Schwenken des Kipphebels 7 erforderlich ist, wobei diese Kraft direkt von der Belastung am Ring 2 abhängt.

Da das Übersetzungsverhältnis der Übertragungsvorrichtung zwischen der Eingangswelle 1 und dem Außenring 2 somit von der wirksamen Länge der Exzentereinrichtung 5 abhängt, wird sich dieses Übersetzungsverhältnis entsprechend der Belastung am Ring 2 verändern. Somit wird die beschriebene Vorrichtung als ein automatisches Getriebe funktionieren, welches bei Verwendung von mehreren Kipphebeln 7 im wesentlichen gleichförmig und kontinuierlich funktionieren wird.

Bei der Beschreibung wurde davon ausgegangen, daß die Eingangswelle gegen den Uhrzeigersinn dreht. Die Welle kann jedoch auch mit der gleichen Wirkung, wie vorstehend beschrieben, im Uhrzeigersinn gedreht werden.

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Obwohl die Übertragungsvorrichtung anhand von Schotwinden auf Segelbooten beschrieben worden ist, kann sie auch in anderem Zusammenhang, beispielsweise mit langsam betriebenen Maschinen, bei denen eine automatische und im wesentlichen kontinuierliche Veränderung des Übersetzungsverhältnisses in Abhängigkeit von der Belastung an der Ausgangswelle erforderlich ist, verwendet werden. Versuche, die mit einer übertragungsvorrichtung gemäß der Figuren durchgeführt wurden, haben gezeigt, daß diese Vorrichtung ein übersetzungsverhältnis erzeugt, welches abhängig von der Belastung zwischen 1:6 bis 1:20 oder 1:21 variiert. Anzumerken ist, daß auch ein Übersetzungsverhältnis von 1:1 durch mechanisches Blockieren beispielsweise der Handkurbel zur Trommel, erzielt werden kann. Das Übersetzungsverhältnis kann auch durch Verändern der Federkonstante oder der Bemessung der Feder 6 verändert werden. Weiterhin ist es möglich, durch Zwischenschalten einer Doppelübersetzung zwischen der Eingangswelle und der Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung eine Winde zu erhalten, die ein übersetzungsverhältnis aufweist, welches zwischen 1:1 und mehr als 1:20 aufweist.

Die Erfindung ist nicht auf die beschriebene bevorzugte Ausführungsform begrenzt, sondern kann bezüglich mehrerer Aspekte innerhalb des Schutzumfanges der Ansprüche modifi-

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ziert werden. So können die Kipphebel und die Klinken in Form und Anzahl wie gewünscht verändert werden. Der Antrieb zwischen den Kipphebeln und dem umgebenden Ring kann ebenso auf eine andere Art und Weise als die dargestellte erzeugt werden, beispielsweise nur durch Reibungskontakt. Dementsprechend können die Kipphebel und Klinken auf jede geeignete Art und Weise vorgespannt sein. Die Exzentereinrichtung kann auch eine andere als die beschriebene Form aufweisen und mit Hilfe von anders gearteten Vorspannelementen vorgespannt sein. Es ist auch möglich, mehr als eine Exzentereinrichtung zu verwenden, wobei diese Exzentereinrichtungen dann in verschiedenen Ebenen angeordnet sind und gegeneinander in verschiedenen Winkeln versetzt sind. In diesem Fall kann jede Exzentereinrichtung so angeordnet sein, daß sie mit einer zugehörigen Reihe von Kipphebeln zusammen wirkt.

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Claims

Patentansprüche

1. Vorrichtung zum Übertragen eines Drehmomentes zwischen einer Welle und einem äußeren Ringelement , dadurch gekennzeichnet , daß die Vorrichtung wenigstens eine mit der Welle (1) umlaufende Exzentereinrichtung (5) und wenigstens einen Kipphebel (7) aufweist, der durch die Exzentereinrichtung (5) betätigt werden kann und mit einem Eingriffsglied (11) versehen ist, das durch Bewegung des Kipphebels (7) mit dem Ring (2) in Antriebseingriff gebracht werden kann, und daß die wirksame Länge der Exzentereinrichtung (5) in Abhängigkeit von der zur Betätigung des Kipphebels (7) erforderlichen Kraft variieren kann, wodurch zwi-

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sehen der Welle (1) und dem Ring (2) ein von der Belastung am Ring (2) abhängiges Übersetzungsverhältnis erhalten wird.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch g e k e η η zeichnet, daß um die Eingangswelle (1) mehrere Kipphebel (7) im gleichen Abstand zueinander angeordnet sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2 , dadurch gekennzeichnet , daß die Exzentereinrichtung ein Nockenelement (5) aufweist, welches in rechtem Winkel zur Eingangswelle (1) verstellbar ist und mittels einer Feder (6) auf seine äußerste Stellung zu vorgespannt ist.

4. Vorrichtung nach jedem der Ansprüche 1 bis 3 , dadurch gekennzeichnet , daß der Ring (2) mit Innenzähnen (3) versehen ist und daß die Eingriffsglieder eine Klinke (11) aufweisen, die am entsprechenden Kipphebel (7) drehbar befestigt ist.

5. Vorrichtung nach jedem der Ansprüche 1 bis 4 , dadurch gekennzeichnet , daß der Teil an jedem Kipphebel (7)» der zum Zusammenwirken mit der Exzentereinrichtung (5) vorgesehen ist, im wesentlichen in einer Richtung auf die Eingangswelle (1) zu durch eine Feder vorgespannt ist.

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6. Vorrichtung nach Jedem der vorstehenden Ansprüche 1 bis 5 , dadurch gekennzeichnet , daß Jedes Eingriffsglied (11) gegen den Außenring (2) federnd vorgespannt ist.

7. Vorrichtung nach jedem der vorstehenden Ansprüche 1 bis 6 , dadurch gekennzeichnet , daß der oder jeder Kipphebel die Form eines Winkelhebels (7) aufweist, der am Übergang zwischen den beiden Schenkeln des Hebels drehbar befestigt ist, daß das äußere Ende des einen Schenkels in einer Richtung auf die Eingangswelle (1) zu federnd vorgespannt ist; und daß die zugehörige Klinke (11) am äußeren Ende des anderen Schenkels drehbar befestigt ist.

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