DE4323955C2

DE4323955C2 - Freilauf-Kupplung zur Einleitung von Kräften in eine sich drehende Welle

Info

Publication number: DE4323955C2
Application number: DE19934323955
Authority: DE
Inventors: Franz Josef Brzoska
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1993-07-21
Filing date: 1993-07-21
Publication date: 1997-03-20
Anticipated expiration: 2013-07-22
Also published as: DE4323955A1

Description

Einfache Vorrichtungen, wie sie in Kombination von Tretkurbel und Hinterradnabe in Fahrrädern benutzt werden, sind bekannt. Diese sind jedoch äußerst nachteilig, da sie zum Zeitpunkt des Auftritts der Kraft, einen spielfreien Kraftschluß sowie eine stufenlose Drehmomenteinleitung nicht ermöglichen.

Desweiteren ist bekannt, die Einleitung von Kräften über eine Kurbelwelle, sowie über Geneva-Räder/Planetenträger des Split- Cycle-Motors.

Vorrichtungen vergleichbarer Bauart sind u. a. auch aus der DE 25 52 961 A1, der US 2164870 sowie der US 1587724 bekannt.

Aufgabe der Erfindung ist es, Kräfte, die in regel- oder unregel mäßigen Intervallen auftreten, über einen Hebelarm und durch ei nen spielfreien Kraftschluß, als Drehmoment in eine sich drehen de Welle, stufenlos einzuleiten, d. h., daß die Einleitung der Kräfte ohne Inanspruchname von Steuer-und/oder Regelgeräten erfolgt, unabhängig davon, ob diese durch Dreh- oder Hubbewe gungen erzeugt werden.

Diese Aufgabe wird durch eine Kupplung mit den im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst.

Ein bevorzugtes Beispiel der Erfindung ist in der Zeichnung 4-001a, Blatt 1 und 2 dargestellt und im nachfolgenden Text beschrieben.

Es zeigen:

Fig. 1 den Sitz der Freilauf-Kupplung auf einer Welle als Vorderansicht.

Fig. 2 den Sitz der Freilauf-Kupplung auf einer Welle als Seitenansicht und der Stelle des Hebelarmes, an der die Kraft eingeleitet wird.

Fig. 3 einen senkrechten Schnitt durch die Freilauf-Kupplung gemäß der Linie A-B, der Fig. 1.

Die Freilauf-Kupplung besteht aus mindestens einem Antriebs flansch (4) sowie zwei gesonderten den Antriebsflansch (4) axial einschließenden Flanschen (1), die drehfest mit dem Antriebs flansch (4) verbunden sind, wobei am Antriebsflansch (4) mindes tens ein Arm (9) angebracht ist, über welchen die Krafteinleitung erfolgt.

Im Antriebsflansch (4) ist eine Vielzahl von Sperrbolzen (5) sym metrisch umfangsverteilt in radialen Bohrungen angeordnet, die radial einwärts von Druckfedern (7) und mittels Verschlußschrau ben (8) vorgespannt sind.

Auf der Welle (2), sind die Flansche (1) mittels Kugellager (3), und über die Flansche (1) auch der Antriebsflansch (4), dreh bar gelagert.

Desweiteren ist auf der Welle (2) mindestens ein Sperrad (6) drehfest angeordnet, das im Falle der Ausführung der Kupplung mit nur einem Sperrad (6), an seinem Außenumfang mit einer der Anzahl der Sperradbolzen (5) entsprechenden Anzahl von Sperradzähnen versehen ist, wobei die Zahnkontur der Sperradzähne so gewählt ist, daß die Linksflanken so steil sind, daß ein bei einer Rechtsdrehung angelegtes Drehmoment ein Zurückweichen des in einer Kraftschlußstelle sich befindlichen Sperrbolzens (5) in die zugehörige Bohrung verhindert wird, die Rechtsflanken so flach sind, daß in Stillstellung des Antriebsflansches (4) die Sperrbolzen (5) mit ihren Bolzenspitzen an den Flanken entlang glei tend in ihre Bohrungen zurück gedrängt werden können, und die Zahnkonturen des Sperrades geometrisch so gestaltet sind, daß ein stets spielfreies Gleiten der Sperrbolzen (5) entlang der Kontur stattfindet.

Die Sperrbolzen (5) sind zu den Sperradzahnteilungen so in Stel lung gebracht, daß diese bezogen auf eine Zahnteilung, jeweils eine eigenständige Position haben und sich auf der Zahnteilungs strecke aufteilen, wobei die Anzahl der Sperrbolzen (5) so ge wählt ist, daß mindestens einer der Sperrbolzen (5) an einer Kraftschlußstelle in Anschlagstellung ist und somit einen spiel freien Kraftschluß zu jeder Zeit bewerkstelligt, d. h., daß min destens eine der Bolzenspitzen auf einer der Zahnlinksflanken stets im festen Kontakt ist.

Für den spielfreien Kraftschluß und die stufenlose Drehmoment einleitung ist in Abhängigkeit von der Größe des einzuleitenden Drehmomentes somit erforderlich:

- ein oder mehrere Sperräder, die gemäß obiger Beschreibung ausgeführt sein müssen.
- eine Vielzahl von Sperrbolzen, mit im Kraftschlußbereich geometrisch unterschiedlichen Bolzenkonturen und den erfor derlichen Flanschen in denen die Sperrbolzen aufgenommen werden.
- das ständige Andrücken der Sperrbolzen an die Kontur der Sperradzähne.

Die Freilauf-Kupplung funktioniert demnach wie folgt:

- Durch die sich drehende Welle wird das Sperrad, das mit die ser starr verbunden ist, in gleicher Drehrichtung mitgedreht.
- Durch das Profil der Sperradzähne und der Sperrbolzen wird die Drehung in vorgegebener Richtung ermöglicht. Alle Sperrbolzen, bedingt durch die sie herunterdrückenden Federn und in Stillstellung des Flansches in dem sie unter gebracht sind, befinden sich in Bezug zu den sich bewegenden Sperradzähnen stets in einer Auf- und Abwärtsbewegung.
- Mindestens einer dieser Sperrbolzen befindet sich an einer Kraftschlußstelle, ist stets in Anschlagstellung und Garant dafür, daß zu jeder Zeit ein spielfreier Kraftschluß erfolgen kann.
- Wird eine Kraft in Punkt "X" (Fig. 2) über den Hebelarm einge leitet, kommt es zu einem Kraftschluß.
- Das durch die Kraft über den Hebelarm erzeugte Drehmoment, wird spielfrei in die sich drehende Welle, stufenlos ein geleitet.

Vorteile der Erfindung

Bei Einbau der Freilauf-Kupplung in Windmühlen zur Förderung von Wasser, können Kräfte die in regel- oder unregelmäßigen Inter vallen und wie sie bei Windböen entstehen, besser genutzt werden.

Claims

1. Freilauf-Kupplung zur Einleitung von Kräften in eine sich drehende Welle

- mit mindestens einem Antriebsflansch (4) sowie zwei geson derten den Antriebsflansch (4) axial einschließenden Flan schen (1), die drehfest mit dem Antriebsflansch (4) verbunden sind, wobei am Antriebsflansch (4) mindestens ein Arm (9) an gebracht ist, über welchen die Krafteinleitung erfolgt,
- mit einer Vielzahl von im Antriebsflansch (4) symmetrisch um fangsverteilt in radialen Bohrungen angeordneten Sperrbolzen (5), die radial einwärts von Druckfedern (7) und mittels Ver schlußschrauben (8) vorgespannt sind,
- mit einer Welle (2), auf der die Flansche (1) mittels Kugel lager (3) und über die Flansche (1) auch der Antriebsflansch (4), drehbar gelagert sind,
- mit mindestens einem drehfest auf der Welle (2) angeordneten Sperrad (6), das im Falle der Ausführung der Kupplung mit nur einem Sperrad (6), an seinem Außenumfang mit einer der Anzahl der Sperradbolzen (5) entsprechenden Anzahl von Sperradzähnen versehen ist, wobei die Zahnkontur der Sperradzähne so ge wählt ist, daß die Linksflanken so steil sind, daß ein bei einer Rechtsdrehung angelegtes Drehmoment ein Zurückweichen des in einer Kraftschlußstelle sich befindlichen Sperrbolzens (5) in die zugehörige Bohrung verhindert wird, die Rechts flanken so flach sind, daß in Stillstellung des Antriebs flansches (4) die Sperrbolzen (5) mit ihren Bolzenspitzen an den Flanken entlang gleitend in ihre Bohrungen zurück ge drängt werden können, und die Zahnkonturen des Sperrades geometrisch so gestaltet sind, daß ein stets spielfreies Gleiten der Sperrbolzen (5) entlang der Kontur stattfindet.

2. Freilauf-Kupplung nach Anspruch 1,

- bei der die Sperrbolzen (5) zu den Sperradzahnteilungen so in Stellung gebracht sind, daß diese bezogen auf eine Zahntei lung, jeweils eine eigenständige Position haben und sich auf der Teilungsstrecke aufteilen und
- bei der die Anzahl der Sperrbolzen (5) so gewählt wird, daß mindestens einer der Sperrbolzen (5) an einer Kraftschluß stelle in Anschlagstellung ist und somit einen spielfreien Kraftschluß zu jeder Zeit bewerkstelligt, d. h., daß mindes tens eine der Bolzenspitzen auf einer der Zahnlinksflanken stets im festen Kontakt ist.