DE356736C

DE356736C - Lock

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Publication number: DE356736C
Application number: DESCH57625D
Authority: DE
Original assignee: CARL SCHUERMANN DIPL ING
Current assignee: CARL SCHUERMANN DIPL ING
Priority date: 1920-02-24
Filing date: 1920-02-24
Publication date: 1922-07-27

Description

Gesperre. Die bisher bekanntgewordenen Gesperre, bei denen eine Drehbewegung vom treibenden Teil auf den getriebenen durch eine zylindrische Schraubenfeder in der Weise übertragen wird, daß sich diese Schraubenfeder in der einen Umdrehungsrichtung des treibenden Teils durch ihre Umfangsreibung auseinander rollt und dadurch sich mit dem treibendcn und dem getriebenen Teil fest verbindet, in der anderen Umdrehungsrichtung aber durch ihre Umfangsreibung sich zusammen rollt und demnach von dem treibenden bzw. dem getriebenen Teil sich wieder löst, zeigen den Nachteil, daß bei sonstgleichen Abniessungen und Windungszahlen der Schraubenfedern die übertragbaren Drehmomente verschieden ausfallen. Auch bei demselben Gesperre- kann einmal das größte Dreh, nioment viel kleiner sein als kurze Zeit vorher unter vollkommen gleichen Arbeitsverhältnissen, z. B. bei gleicher Schmierung, bei 1 g reicher Umdrehungsgeschwindigkeit usw. Die Ursache dieses sehr bedenklichen Nachteiles liegt in folgendem. Um die erförderliche Umfangsreibung der zylindrisehen Schraubenfeder für die geschilderte Relativbewegung zu erhalten, setzt man die Schraubenfeder mit einer gewissen Vorspannung in die beiden Gehäusehälften des Gesperres ein, d`. h., man macht den Innendurch n iesser des Gehäuses etwas kleiner als den Außendurchmesser der gemeinschaftlichen Schraubenfeder. Die Feder drückt dann mit einer gewissen Kraft gegen das Gehäuse und erzeugt hier bei ihrer Bewegung eine Umfangsreibung, die vom Federende an immer größer wird, und zwar nach bekanntem Gesetz mit der Potenz der Federwindungszahl wächst. Auch wenn ein Ende der Schraubenfetter mit dem treibenden oder dem getriebenen Kupplungsteil fest verbunden ist, kommt diese Wirkung (natürlich nur für das andere freie Federende) in Betracht.Lock. The previously known locking mechanism, in which a rotary movement is transmitted from the driving part to the driven part by a cylindrical helical spring in such a way that this helical spring rolls apart in one direction of rotation of the driving part due to its circumferential friction and thereby merges with the drifting part and the driven part Part firmly connects, but rolls together in the other direction of rotation due to their circumferential friction and thus detaches from the driving or driven part again, show the disadvantage that the transferable torques turn out different with otherwise the same dimensions and number of turns of the coil springs. Even with the same locking mechanism, the greatest turning moment can be much smaller than a short time before under completely identical working conditions, e.g. B. with the same lubrication, at 1 g-rich rotational speed, etc. The cause of this very serious disadvantage lies in the following. In order to obtain the necessary circumferential friction of the cylindrical helical spring for the described relative movement, the helical spring is inserted into the two housing halves of the locking mechanism with a certain preload, d`. That is, the inside diameter of the housing is made slightly smaller than the outside diameter of the common helical spring. The spring then presses against the housing with a certain force and, as it moves, generates circumferential friction that increases from the end of the spring onwards, and increases according to the known law with the power of the number of turns of the spring. Even if one end of the screw grease is firmly connected to the driving or the driven coupling part, this effect comes into play (of course only for the other free spring end).

Wird nun die zylindrische Schraubenfeder mit Vorspannung in die zylindrische Bohrung des Gehäuses eingesetzt, so ist schon wegen ganz geringer, nicht zu vermeidender Ungenauigkeiten noch lange nicht bestimmt, an welcher Stelle der Schraubenfeder die Umfangsreibungskraft zuerst wirkt, d. h., an weicher Stelle die Schraubenfeder erregt wird. Findet die Erregung wirklich am Ende der Feder statt, dann wird auch die Übertragung des größten Drehmomentes für die jeweilige Feder ermöglicht; wird die Feder aber an einer anderen Stelle, z. B. erst eine volle Windung vom Ende entfernt erregt, so ist ihre Umfangsreibung an der Berührungsstelle der beiden Gehäuseteile und damit das übertragbare Drehmoment ganz bedeutend kleiner. Hierauf folgt, daß selbst die Feder ein und desselben Gesperres nicht immer die gleiche Irraft zu übertragen vermag.If the cylindrical coil spring is now preloaded into the cylindrical Bore in the housing used, it is unavoidable due to the fact that it is very small Inaccuracies are far from determining where the coil spring is the circumferential friction force acts first, d. i.e., the helical spring at the soft point is excited. If the excitement really takes place at the end of the pen, then it will the transmission of the greatest torque for the respective spring enables; but the spring is in a different place, z. B. only a full turn excited away from the end, its circumferential friction at the point of contact is the both housing parts and thus the transferable torque is significantly smaller. It follows from this that even the spring of one and the same locking mechanism does not always have the able to transmit the same power.

-- Diese Schraubenfedergesperre sollen deshalb gemäß der Erfindung so ausgebildet werden, daß die selbsttätige Erregung der Feder mit Bestimmtheit nur von ihrem Ende oder Enden ausgeht, damit alle Federwindungen mit Sicherheit wirksam werden. Es soll also die nur durch Drehrichtungswechsel entstehende Erregerkraft nur an dem Federende erzeugt werden.- This coil spring lock should therefore according to the invention be designed so that the automatic excitation of the spring with certainty only starts from its end or ends, so that all spring coils with certainty be effective. So it should be the excitation force that only arises when the direction of rotation is changed can only be generated at the end of the spring.

Es sind Reibungskupplungen bekannt, bei denen das Ende der Schraubenfeder durch besondere Hilfsmittel. von Hand oder auf andere Weise willkürlich zum Einkuppeln bewegt wird. Von diesen unterscheidet sich der Erfindungsgegenstand also dadurch, daß allein der Drehrichtungswechsel diese Erregerkraft hervorruft.Friction clutches are known in which the end of the helical spring through special aids. by hand or in some other arbitrary manner for engaging is moved. The subject matter of the invention differs from these in that that only the change of direction of rotation causes this excitation force.

Verschiedene Ausführungsformen sind durch Abb. i bis io dargestellt.Various embodiments are shown by Figs. I to io.

Abb. 2 und 2a zeigen als Erfindungsbeispiel eine Schraubenfeder, deren Ende (ungefähr von der letzten halben Windung ab) gegen die sonst zylindrisch bleibende Feder um ein Stück v nach außen gebogen ist. Beim Einsetzen einer solchen Feder in ihr Gehäuse entsteht dann an ihrem Ende ein erhöhter Druck gegen die innere Gehäusewand und gleichzeitig, wie Abb. 3 zeigt, eine Unterbrechung der Anlagefläche der Feder vom Ende bis zu der Stelle, von der aus die Ausbiegung o erfolgt ist, weil dieses Federstück flacher gekrümmt ist. Durch ,IM. q. ist erklärt, welchen Einfluß eine solche Unterbrechung der Federanlagefläche von A bis B auf das übertragbare Drehmoment hat. Die am Ende der Feder im Punkt A wirkende Reibungskraft P, die durch Rechtsdrehung des Gehäuses gegen die Feder bzw. durch Linksdrehung der Feder gegen das Gehäuse hervorgerufen wird, zerlegt sich, wie das zugehörige Kräfteparallelogramm zeigt, in einen Normaldruck P,. gegen die Feder im Anlagepunkt A und in einem Druck P4 gegen den nächstfolgenden Anlagepunkt B in der Richtung A bis B. Das nicht anliegende Federstück A-B wird also unter dem Winkel ri (dem halben Tagentialwinkel für die Punkte A und B) keilförmig eingezogen. Je kleiner n wird, d. h., je mehr sich die Punkte A und B diamental gegenüberliegen, desto größer werden die Anpressungsdrücke P, und P; im Verhältnis zur Erregerkraft P. Auf diese Weise läßt sich bei richtiger Wahl der Punkte A und B und der Ausbiegung v des übertragbaren Drehnioments einer sonst zylindrischen Feder leicht vervielfältigen. Die Ausbiegung und die Anlageunterbrechung kann natürlich, wie schon Ab]). 4 zeigt, in der verschiedensten Art erfolgen.As an example of the invention, FIGS. 2 and 2a show a helical spring, the end of which (approximately from the last half turn) is bent outwards by a bit v against the otherwise cylindrical spring. When such a spring is inserted into its housing, there is then increased pressure at its end against the inner housing wall and at the same time, as Fig. 3 shows, an interruption of the contact surface of the spring from the end to the point from which the deflection o took place because this spring piece is curved more flat. By , IM. q. it explains what influence such an interruption of the spring contact surface from A to B has on the transmissible torque. The frictional force P acting at the end of the spring at point A, which is caused by turning the housing clockwise against the spring or by turning the spring counterclockwise against the housing, is broken down into a normal pressure P, as the associated parallelogram of forces shows. against the spring in contact point A and at a pressure P4 against the next contact point B in the direction A to B. The spring piece AB that is not in contact is thus drawn in in a wedge shape at the angle ri (half the tangential angle for points A and B). The smaller n becomes, that is, the more the points A and B are diametrically opposite one another, the greater the contact pressures P and P; in relation to the excitation force P. In this way, with the correct choice of points A and B and the deflection v of the transferable torque of an otherwise cylindrical spring, it is easy to multiply. The deflection and the interruption of the system can of course, like Ab]). 4 shows, can be done in a wide variety of ways.

Die Erregung der Schraubenfeder kann nun auch durch ein Hilfsorgan bewirkt werden, das die erforderliche Umfangsreibung gegen das Gehäuse erzeugt und mit dem Ende der Schraubenfeder verbunden ist. Ein Ausführungsbeispiel hierfür ist durch Abb. 5 und 5a in achsialer und radialer Ansicht dargestellt. Das Hilfsorgan besteht im vorliegenden Falle aus einem Reibungsring mit zwei Segmenten 6 und 7, die sich unter Federdruck gegen die Innenwandung des Gehäuses anpressen. Durch Drehung der Stellmuttern auf den Spindeln 9 kann der durch die Feder 8 erzeugte Anpressungsdruck und damit das Reibungsmoment des Hilfsorgans geregelt werden. Das Ende der Schraubenfeder 4. ist durch einen Stift 5 oder irgendeiner anderen zweckmäßigen Art mit dem Reibungsring verbunden. Die Erregerkraft am Ende der Feder ist hier gleich dem Reibungsmoment des Hilfsorgans. Weil sie beliebig groß gewählt werden kann, läßt sich die Zahl der Federwindungen bei gleichbleibendem Drehmoment, natürlich entsprechend verringern.The coil spring can now also be excited by an auxiliary organ be effected that generates the required circumferential friction against the housing and is connected to the end of the coil spring. One embodiment for this is represented by Fig. 5 and 5a in axial and radial view. The auxiliary organ consists in the present case of a friction ring with two segments 6 and 7, which press against the inner wall of the housing under spring pressure. By turning the adjusting nuts on the spindles 9, the contact pressure generated by the spring 8 can and thus the frictional torque of the auxiliary organ can be regulated. The end of the coil spring 4. Is by pin 5 or any other convenient type with the friction ring tied together. The excitation force at the end of the spring is here equal to the frictional torque of the auxiliary body. Because it can be chosen as large as you like, the number of the spring coils with the same torque, of course, reduce accordingly.

Ist der Raum in achsialer Richtung für die Anwendung eines solchen Hilfsorgans zu klein, so läßt sich letzteres im Innern der Feder auf der Achse des zugehörigen Gehäuseteiles unterbringen.Is the space in the axial direction for the application of such a Auxiliary organ too small, so the latter can be inside the spring on the axis of the accommodate the associated housing part.

Bei den Ausführungsbeispielen nach Abb. G und 7 soll die treibende Welle i die Welle 5 nur in einer Drehrichtung mitnehmen. Hierbei ist ein Reibungsring 6 bzw. 7 (das Hilfsorgan) auf der Welle z bzw. 5 mit der Schraubenfeder d. durch ein Gelenk 8 verbunden.In the embodiments according to Fig. G and 7, the driving Shaft i only take shaft 5 with it in one direction of rotation. Here is a friction ring 6 or 7 (the auxiliary organ) on the shaft z or 5 with the helical spring d. by a joint 8 connected.

Die Erregerklemmringe 6, 7 werden natür, lich «-leder am besten unter Federdruck angezogen. Hierfür geeignete Druckfedern lassen sich gut in die hohlen Schraubennaben versenkt anbringen. Bei Rechtsdrehung der Welle 5 wird der aufgeklemmte Ring 7 mitgenommen und letzterer übt infolge seines Reibungsmonents auf der Welle einen bestimmten Druck gegen das Verbindungsstück 8 und damit gegen die Schraubenfeder 4 aus. Das Schraubenfederende wird also gegen das sich ebenfalls rechts drehende Gehäuse 3 gepreßt und auseinandergerollt. Infolgedessen klemmt sie sich in beiden Gehäuseteilen -i und 2 fest und nimmt die Welle i mit, von der aus natürlich dieselbe Wirkung des Klemmringes 6 auf die Feder rückwärts ausging.The exciter clamping rings 6, 7 are of course best under leather Spring pressure tightened. Compression springs suitable for this can easily be inserted into the hollow Attach screw hubs countersunk. When the shaft 5 is turned to the right, the clamped-on Ring 7 carried along and the latter exercises due to its frictional moment on the shaft a certain pressure against the connecting piece 8 and thus against the helical spring 4 off. The end of the coil spring is thus against the one that is also rotating to the right Housing 3 pressed and rolled apart. As a result, it gets stuck in both Housing parts -i and 2 fixed and takes the Wave i with, from which of course, the same effect of the clamping ring 6 on the spring went backwards.

Abb.8, 9 zeigen .die Verwendung des Schraubenfedergesperres als Kraftmaschinenkupplttng mit durchgehender Welle i. Das treibende und sich linksherum drehende Rad 9 auf einer Leerlaufbüchse io soll sich mit der Welle i fest verbinden, solange letztere das Bestreben hat, gegen die Antriebsscheibe zurückzubleiben; es soll sich aber sofort wieder lösen, wenn die Welle, durch eine andere Kraft getrieben, nach links voreilen will. Die Nabe 3 des Rades 9 ist hier gleichzeitig ein Teil des Federgehäuses; das ergänzende Gehäusestück 2 ist mit der Welle i fest verbunden. Die Schraubenfeder wird hier, um die Verschiedenheit der Ausführungsmöglichkeiten zu zeigen, von einem Ende durch einen schon vorher beschriebenen Reibungsring 6 erregt, in welchen das Federende 5 (Abb. 9) einfach hineingesteckt ist. Am anderen Ende ist die nach innen verlängerte Feder d. mit einer oder mehreren Windungen 8 um eine Nabe 7 des Rades 9 mit Vorspannung nach rechtsherum gewickelt. Wenn jetzt die Welle i gegen die Linksdrehung des Antriebsrades 9 zurückbleiben will, so- erzeugt der Reibungsring 6 (Abb.9) ein Drehmoment und damit einen Druck gegen das Ende 5 der Schraubenfeder d., die sich hierdurch auseinanderrollt. Dieselbe Wirkung tritt auf der anderen Seite ein; das Gehäuse 3 dreht sich mit der zugehörigen Innennabe 7 gegen die Schraubenfeiler d. (Abb. io) und rollt sie auseinander. Das Antriebsrad 9 wird also in diesem Falle mit der Welle i fest verbunden, bei einem Voreilen der Welle links herum aber wieder von dieser gelöst. Die Schraubenfeder d. kann natürlich auch hier wieder entweder an dem einen Ende mit der NTabe a bzw. der Welle i oder an dem anderen Ende mit der Nabe 3 bzw. 7 fest verbunden sein.Figures 8, 9 show the use of the helical spring lock as an engine clutch with continuous shaft i. The driving wheel 9 turning to the left an idle sleeve io should be firmly connected to the shaft i as long as the latter endeavors to lag behind the drive pulley; but it should loosen again immediately when the shaft, driven by another force, to the left wants to advance. The hub 3 of the wheel 9 is here at the same time part of the spring housing; the supplementary housing piece 2 is firmly connected to the shaft i. The coil spring is here, in order to show the variety of possible designs, from one End excited by a previously described friction ring 6, in which the Spring end 5 (Fig. 9) is simply inserted. At the other end is the one inside elongated spring d. with one or more turns 8 around a hub 7 of the wheel 9 wrapped to the right with bias. If now the shaft i against the counterclockwise rotation of the drive wheel 9 wants to remain, the friction ring 6 (Fig.9) generates a Torque and thus a pressure against the end 5 of the helical spring d., Which is thereby rolls apart. The same effect occurs on the other side; the Housing 3 rotates with the associated inner hub 7 against the screw piles d. (Fig. Io) and unrolls them. The drive wheel 9 is so in this case firmly connected to shaft i, but again when the shaft leads to the left detached from this. The coil spring d. can of course also here again either at one end with NTabe a or shaft i or at the other end with the hub 3 or 7 must be firmly connected.

Die Ausführung der Gesperre nach Abb. i bis d. kommt hauptsächlich für eine schrittweise Bewegung, wie z. B. Schalthebel, Bohrknarren usw. in Anwendung, während die Ausführung nach Abb. 5 bis io (mit Hilfserreger) mehr für die Übertrabung großer Drehmomente, also für Kraftrnaschinenkupplungen usw. geeignet ist.The execution of the locking mechanism according to fig. I to d. comes mainly for a step-by-step movement, such as B. Shift levers, ratchets, etc. in use, while the execution according to Fig. 5 to io (with auxiliary exciter) is more for the exaggeration large torques, so for Kraftrnaschinenkupplungen etc. is suitable.

Die Ausbiegung der Federenden bzw. die Anwendung eines Hilfserregers haben noch den großen Vorteil, daß die zylindrische Schraubenfeder selbst nur den Innendurchinesser der Kupplungshülsen als Außendurchmesser zu haben braucht, wodurch das Reibungsnioinent beim Leerlauf, d. h. bei der l"ückwärtsbe"-egung sehr vermindert wird. Dieser Vorteil ist besonders wichtig für Schalthebel, damit beim Rückwärtsgang auch nicht durch Reibung der innere Kern (Welle o. dgl.) mitgenommen wird. Der Außendurchmesser der Schraubenfeder darf sogar etwas kleiner als der Innendurchmesser der Hülsen sein, dann arbeitet das Gesperre aber nicht mehr spielfrei, sondern verlangt eine tote Drehung, bis sich, die Schraubenfeder zum Gehäuse schlüssig passend auseinandergerollt hat.The bending of the spring ends or the use of an auxiliary exciter still have the great advantage that the cylindrical coil spring itself only the Need to have the inner diameter of the coupling sleeves as the outer diameter, whereby the friction level when idling, d. H. very diminished in the backward movement will. This advantage is particularly important for gearshift levers, so when reversing the inner core (shaft or the like) is not carried along either by friction. The outside diameter the coil spring may even be slightly smaller than the inner diameter of the sleeves then the locking mechanism no longer works without play, but requires one dead rotation until the coil spring is unrolled to fit the housing Has.

Claims

P ATENT CLAIMS: i. Locking mechanism, both halves of which are connected by an in this matching inserted cylindrical coil spring are connected, which in the a direction of rotation of the driving part rolls apart as a result of their circumferential friction and thereby firmly connects both coupling halves to one another, in the opposite one However, the direction of rotation curls up due to their circumferential friction and the connection solves, characterized in that the circumferential friction force only at the spring ends and is generated only by changing the direction of rotation to include all spring coils Making security effective.

2. locking mechanism according to claim r, characterized in that that the end of the spring protrudes outwards.

3. locking mechanism according to claim i and 2, characterized in that the system of the helical spring end is interrupted up to 18o ° is. d ..

Lock according to claim i, characterized in that the excitation of the Helical spring for coupling by one at its free end when changing the direction of rotation automatically acting additional force is amplified.

5. Lock according to claim d., characterized in that a slip ring or as an additional excitation force Serve clamping jaws.

6. locking mechanism according to claim i and 5, characterized in that the slip ring is connected to the end of the spring by a bracket (8).

7. Lock according to claim i and. +, characterized in that the additional force by the inner surface of the driven or driven around a corresponding part of the Coupling half coiled spring end (8) is generated.