DE3818356A1

DE3818356A1 - Federkupplung

Info

Publication number: DE3818356A1
Application number: DE3818356A
Authority: DE
Inventors: Yukifumi Yamada; Takami Terada; Keiichi Hibino
Original assignee: Aisin Seiki Co Ltd
Current assignee: Aisin Corp
Priority date: 1987-05-29
Filing date: 1988-05-30
Publication date: 1989-02-16
Also published as: US4953676A; DE3818356C2; JPS63193125U

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einweg-Federkupplung, durch die eine Drehung von einem Antriebselement auf ein angetriebenes Element übertragen wird, wobei eine Drehung in umgekehrter Richtung jedoch nicht übertragen wird.

Eine herkömmliche Federkupplung ist Gegenstand der US-PS 46 51 854. Bei dieser Federkupplung wird bei einer Drehung eines Antriebselements in der einen Richtung dieses An triebselement mit einem Endabschnitt oder einem Haken einer Schraubenfeder in Eingriff gebracht, was zur Folge hat, daß der Radius dieser Feder vermindert wird. Dadurch wird die Reibanlage oder -berührung zwischen der Schraubenfeder und einer Innenfläche eines Gehäuses aufgehoben, so daß die Drehung des Antriebselements auf ein getriebenes Element übertragen wird.

Das Antriebselement umfaßt ein als Scheibe oder Teller ausge bildetes Hauptteil und ein Kernteil, durch das die Drehung auf ein Kernstück des getriebenen Elements übertragen wird. Das Antriebselement wird einstückig aus dem Haupt- und dem Kernteil in einer Form während des Einpreß- oder Zweistufen formvorgangs des Kernteils gebildet. Das Hauptteil und das Kernstück des getriebenen Elements, die jeweils aus einem Sintermetall gefertigt sind, werden zur Ausbildung des ge triebenen Elements miteinander verbunden. Um die Verbindung dieser Teile miteinander zu gewährleisten, wird eine Kup fer-Infiltration angewendet.

Der herkömmliche Federkupplung ist jedoch mit Nachteilen insofern behaftet, als erhebliche Zeit und beschwerliche Arbeitsvorgänge zur Ausbildung des Antriebselements und/oder des angetriebenen Elements erforderlich sind.

Der Erfindung liegt demzufolge die Aufgabe zugrunde, die oben herausgestellten Nachteile zu beseitigen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Federkupplung gelöst, die umfaßt: (1) ein Gehäuse, (2) ein in dem Gehäuse drehbar gelagertes Antriebselement mit (2-1) einem Hauptteil sowie (2-2) einem mit diesem durch einen Verformvorgang (Verstemmen, Verpfropfen od. dgl.) fest verbundenen Kern teil, (3) ein drehbar in dem Gehäuse gehaltenes angetriebe nes Element mit (3-1) einem Hauptteil sowie (3-2) einem Kern stück, das mit dem Hauptteil ebenfalls durch einen Verform vorgang, wie er oben erwähnt wurde, fest verbunden ist und das bei seiner Drehung mit dem Kernteil des Antriebsele ments zum Eingriff kommt, und (4) eine zwischen dem Antriebs element sowie dem Gehäuse derart angeordnete Schraubenfeder, daß sie in ihrem freien Zustand mit dem Gehäuse in Reiban lage kommt, und die mit einem ersten sowie zweiten Federha ken versehen ist, wobei der erste und zweite Federhaken der Schraubenfeder mit dem Kernteil des Antriebselements bei einer Drehung in der einen bzw. der anderen Richtung in Ein griff gelangen, bevor das Antriebselement mit dem Kernstück des angetriebenen Elements in Eingriff gebracht wird, wo durch der Radius der Schraubenfeder vermindert wird, während der erste sowie zweite Federhaken der Schraubenfeder mit dem Kernstück des angetriebenen Elements bei einer Drehung in der einen bzw. der anderen Richtung zum Eingriff gelangen, so daß der Radius der Schraubenfeder erweitert oder vergrö ßert wird.

Da das Hauptteil und das Kernteil bzw. Kernstück miteinander durch einen Verformungsvorgang bei dem Zusammenbau des An triebselements und/oder des angetriebenen Elements fest ver bunden werden, werden die oben erwähnten Nachteile, die im Stand der Technik vorhanden sind, beseitigt.

Der Erfindungsgegenstand wird unter Bezugnahme auf die Zeich nungen erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen lotrechten Schnitt einer Federkupplung gemäß der Erfindung im zusammengebauten Zustand;

Fig. 2 den Schnitt nach der Linie II-II in der Fig. 1; Fig. 3 eine Übersichtsdarstellung der erfindungsgemäßen Federkupplung;

Fig. 4 eine Seitenansicht eines Hauptteils eines Antriebs elements;

Fig. 5 die Ansicht des Antriebselements in der Pfeilrich tung C in der Fig. 4;

Fig. 6 eine Seitenansicht eines Kernteils des Antriebsele ments;

Fig. 7 die Ansicht des Kernteils in der Pfeilrichtung D in der Fig. 6;

Fig. 8 eine Darstellung zur Verbindung zwischen dem Haupt sowie Kernteil des Antriebselements;

Fig. 9 die Ansicht des verbundenen Haupt- und Kernteils in der Pfeilrichtung E in der Fig. 8.

Gemäß den Fig. 1-3 umfaßt ein Gehäuse 1 ein oberes Teil 1 a mit einer Öffnung 1 c und ein offenes unteres Teil 1 b, an dem eine Grundplatte 2 befestigt ist, welche mit einem Lager 4 ausgestattet ist, das mit Abstand zur Öffnung 1 c angeordnet ist und mit dieser fluchtet. Eine Betätigungswel le 3, die ein Hauptteil eines Antriebselements bildet, ist mit einem kleinkalibrigen, drehbar am Lager 4 gehaltenen Abschnitt 3 r und einem großkalibrigen, die Öffnung 1 c durch setzenden Abschnitt 3 a, der mit einem Griffstück 5 verbun den ist, ausgebildet.

Die Betätigungswelle 3 ist an einem Kernteil 6 für eine ein heitliche, gemeinsame Drehung befestigt. Das Kernteil 6 wird in einem Preßformvorgang gefertigt.

Wie die Fig. 4 und 5 zeigen, ist zwischen dem groß- sowie kleinkalibrigen Abschnitt 3 a bzw. 3 r ein Verbindungsglied 3 b mit ovalem Querschnitt vorgesehen. Den Fig. 6 und 7 ist zu entnehmen, daß das Kernstück 6 mit einer Öffnung 6 c ver sehen ist, deren Querschnitt demjenigen des Verbindungsglie des 3 b entspricht, so daß dieses in der Öffnung 6 c aufgenom men werden kann. Wie die Fig. 8 und 9 zeigen, wird das Ver bindungsglied 3 b nach seiner Aufnahme in der Öffnung 6 c in an sich bekannter Weise längs inneren, geschrägten Umfangs flächenteilen 6 d verformt oder geprägt, so daß der stoßver formte oder verstemmte Teil mit den inneren, geschrägten Umfangsflächenteilen 6 d der Öffnung 6 c ohne eine Beeinträch tigung oder Störung anderer Bauteile in enge Anlage gebracht wird. Auf diese Weise sind die Betätigungswelle 3 und das Kernteil 6 fest miteinander verbunden.

Wie den Fig. 1-3 zu entnehmen ist, umfaßt das Kernteil 6 einen ersten, zum kleinkalibrigen Abschnitt 3 r hin gebo genen Flansch 7, einen zweiten, zum großkalibrigen Abschnitt 3 a hin gebogenen sowie dem ersten Flansch 7 benachbarten Flansch 9, einen dritten, zum kleinkalibrigen Abschnitt 3 r hin gebogenen Flansch 8 und einen vierten, zum großkalibri gen Abschnitt 3 a hin gebogenen sowie dem dritten Flansch 8 benachbarten Flansch 10. Zwischen dem ersten Satz von Flan schen 7 sowie 9 und dem zweiten Satz von Flanschen 8 sowie 10 sind zwei Räume 6 a und 6 b abgegrenzt.

Am kleinkalibrigen Abschnitt 3 r der Welle 3 ist drehbar ein Hauptteil 11 des getriebenen Elements gehalten. Ein Zahn oder Ritzelrad 11 a ist fest am Hauptteil 11 angebracht und kämmt mit einer (nicht gezeigten) Vorrichtung. Ein durch einen Preßformvorgang erhaltenes Kernstück 15 ist mit dem einen Ende des Hauptteils 11 des getriebenen Elements durch einen Verformungsvorgang fest verbunden. Das Kernstück 15 weist einen ersten Flansch (Kragenteil) 12 und einen zweiten Flansch (Kragenteil) 13 auf, die in dem Raum 6 a bzw. 6 b an geordnet sind.

Zwischen das Gehäuse 1 und die Betätigungswelle 3 ist eine Schraubenfeder 14 eingesetzt, die unter einer Reibungskraft an der Innenwand des Gehäuses 1 anliegt. Ein erster Federha ken 14 a der Feder 14 ist in radialer Richtung des Federwik kels 14 c einwärts gebogen und kann entweder mit einer radia len Stirnfläche 9 a am Flansch 9 des Kernteils 6 oder mit einer radialen Stirnfläche 13 a am Kragenteil 13 des Kern stücks 15 zur Anlage kommen. Ein zweiter Federhaken 14 b der Feder 14 ist in radialer Richtung mit Bezug zum Federwickel 14 c einwärts gebogen und kann entweder mit der radialen Stirnfläche 10 a des Flansches 10 des Kernteils 6 oder mit der radialen Stirnfläche 13 b des Kragenteils 13 des Kern stücks 15 zur Anlage kommen.

Der Flansch 7 des Kernteils 6, der Flansch 8 des Kernteils 6, das Kragenteil 12 des Kernstücks 15 und das Kragenteil 13 des Kernstücks 15 weisen jeweils eine in radialer Rich tung auswärts gerichtete Abbiegung (Vorsprung) 7 a, 8 a, 12 a bzw. 13 c auf, wobei jede Abbiegung den Federwickel 14 c der Feder 14 abstützt, um deren Austritt aus dem Gehäuse 1 zu verhindern.

Im Betrieb wird bei einer Drehung des Griffstücks 5 im Uhr zeigersinn (Pfeil A in Fig. 2) das Kernteil 6 zusammen mit der Betätigungswelle 3, an der das Griffstück 5 fest ange bracht ist, gedreht. Auf Grund der Drehung des Kernteils 6 wird die radiale Stirnfläche 9 a des Flansches 9 des Kern teils 6 mit dem ersten Federhaken 14 a der Feder 14 zur An lage gebracht. Bei einer weiteren Drehung des Kernteils 6 wird der Radius bzw. der Durchmesser des Federwickels 14 c vermindert, so daß die Reibanlage zwischen der Feder 14 und der Innenwand des Gehäuses 1 aufgehoben wird. Somit wird die Drehung des Griffstücks 5 auf das Zahnrad 11 a durch die Welle 3, das Kernteil 6 und die Feder 14 übertragen. Im Fall der Drehung des Griffstücks 5 entgegen dem Uhrzeigersinn (Pfeil B in Fig. 2) läuft ein gleichartiger Vorgang ab, so daß die Drehung des Griffstücks 5 auf das Zahnrad 11 a über tragen werden kann.

Andererseits wird bei einer Drehung des Zahnrades 11 a im Uhrzeigersinn (Pfeil A in Fig. 2) die radiale Stirnfläche 13 b des Kragenteils 13 des Kernstücks 15 mit dem zweiten Federhaken 14 b der Feder 14 in Anlage gebracht, so daß sich der Federwickel 14 c erweitert. Damit wird die Reibanlage zwischen der Feder 14 und der Innenwand des Gehäuses 1 wei ter verstärkt, was zum Ergebnis hat, daß die Feder 14 an einem Drehen gehindert ist. Somit kann die Drehung des Zahnrades 11 a im Uhrzeigersinn nicht auf die Betätigungswel le 3 übertragen werden. In gleichartiger Weise kann auch die Drehung des Zahnrades 11 a entgegen dem Uhrzeigersinn nicht auf die Welle 3 übertragen werden.

Eine Federkupplung gemäß der Erfindung umfaßt ein Gehäuse, ein in dem Gehäuse drehbar gehaltenes Antriebselement mit einem Hauptteil sowie mit einem mit dem Hauptteil durch einen Verformungsvorgang fest verbundenen Kernteil, ein in dem Gehäuse drehbar gelagertes angetriebenes Element mit einem Hauptteil sowie mit einem mit dem Hauptteil durch einen Verformungsvorgang fest verbundenen Kernstück, das mit dem Kernteil des Antriebselements bei seiner Drehung zum Eingriff zu bringen ist, und eine zwischen dem Antriebs element sowie dem Gehäuse angeordnete, in ihrem freien Zu stand mit dem Gehäuse in Reibanlage befindliche Schraubenfe feder, die einen ersten sowie einen zweiten Federhaken auf weist. Bei dieser Federkupplung kommen der erste sowie zwei te Federhaken mit dem Kernteil des Antriebselements bei Drehung in der einen bzw. der anderen Richtung in Eingriff, bevor das Antriebselement mit dem Kernstück des getriebenen Elements in Eingriff gebracht wird, so daß der Radius der Schraubenfeder verkleinert wird, während der erste sowie zweite Federhaken der Schraubenfeder mit dem Kernstück des getriebenen Elements bei einer Drehung in der einen bzw. der anderen Richtung zum Eingriff gelangen, so daß der Ra dius der Schraubenfeder vergrößert wird. Das Hauptteil und das Kernteil bzw. Kernstück werden folglich fest miteinander durch einen Verformungsvorgang (Verpflocken oder Vernieten durch Prägung) fest verbunden, was weniger Zeit und weniger beschwerliche sowie aufwendige Arbeitsvorgänge für den Zu sammenbau des treibenden und/oder getriebenen Elements er fordert.

Claims

1. Federkupplung, gekennzeichnet durch

a) ein Gehäuse (1),
b) ein in dem Gehäuse drehbar gehaltenes Antriebselement mit einem Hauptteil (3) sowie mit einem mit dem Haupt teil durch einen Verformungsvorgang fest verbundenen Kernteil (6),
c) ein in dem Gehäuse (1) drehbar gelagerts angetrie benes Element mit einem Hauptteil (11) sowie mit einem mit dem Hauptteil durch einen Verformungsvorgang fest verbundenen Kernstück (15), das mit dem Kernteil (6) des Antriebselements bei seiner Drehung zum Eingriff zu bringen ist, und
d) eine zwischen dem Antriebselement (3, 6) sowie dem Gehäuse (1) angeordnete, in ihrem freien Zustand mit dem Gehäuse in Anlage befindliche Schraubenfeder (14), die einen ersten sowie zweiten Federhaken (14 a, (14 b) aufweist, wobei der erste und zweite Federhaken (14 a, 14 b) der Schraubenfeder (14) mit dem Kernteil (6) des Antriebs elements bei einer Drehung in der einen sowie in der ent gegengesetzten Richtung in Eingriff sind, bevor das An triebselement mit dem Kernstück (15) des getriebenen Ele ments (11) in Eingriff gelangt, so daß sich der Radius der Schraubenfeder (14) vermindert,während der erste und zweite Federhaken (14 a, 14 b) der Schraubenfeder (14) mit dem Kernstück (15) des getriebenen Elements (11) bei einer Drehung in der einen sowie in der entgegengesetzten Rich tung in Eingriff sind, so daß sich der Radius der Schrau benfeder (14) vergrößert.

2. Federkupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Hauptteil (3) des Antriebselements ein Verbin dungsglied (3 b) in Gestalt eines Vorsprungs und das Kern teil (6) des Antriebselements eine Öffnung (6 c), durch die das Verbindungsglied (3 b) für einen Verformungsvor gang durchtritt, aufweisen.

3. Federkupplung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Verbindungsglied (3 b) und die Öffnung (6 c) im wesentlichen oval ausgestaltet sind.