DE694338C - Doppelseitige Freilaufkupplung - Google Patents

Description

Gegenstand der Erfindung ist eine doppelseitige Freilaufkupplung, d. h. also eine Anordnung zur Übertragung einer Drehbewegung im einen oder anderen Drehsinn von einer Welle 1 auf eine andere Welle 2, wobei jedoch Freilauf zwischen den Wellen für beide Drehrichtungen vorhanden ist, sobald der Kraftfluß von der Welle 2 in Richtung nach Welle 1 eingeleitet wird.

to Es sind- mehrfach doppelseitig wirkende Freilaufkupplungen bekanntgeworden, die z. B. auf Klemmwirkung ο. dgl. beruhen. Hierbei besteht jedoch unter Umständen die Gefahr, daß auch bei Kraftleitung in umgekehrter Richtung statt Freilauf Klemmen eintritt. Ferner sind auch sog. Klinkenfreilaufkupplungen schon angegeben worden.

Während nun bei derartigen Kupplungskonstruktionen, die auf dem einseitigen Ein- rasten einer Klinke oder auf dem einseitigen Eintreten einer Klemmwirkung beruhen, die Ausbildung als Freilaufkupplung ohne weiteres möglich erscheint, ist dies bei einer anderen Klasse von Kupplungen nicht ohne weiteres der Fall, nämlich bei solchen, die mit- radial verschiebbaren Kuipplungsklauen - arbeiten.

Die "Erfindung bezieht sich nun auf die Ausbildung auch von solchen Kupplungen, bei denen die Kupplungselemente radial verschoben werden, als doppelseitige Freilaufkupplungen. Sie bietet damit eine Erweiterung der auf dem Gebiet der Freilaufkupplungen zur Verfügung stehenden Möglichkeiten und beschreibt darüber hinaus Kupplungskonstruktionen, die verhältnismäßig einfach und übersichtlich arbeiten und trotz der verhältnismäßigen verwickelten Aufgabenstellung mit einfachen Konstruktionselementen ohne zusätzliche Zapfenlagerungen,

694838

Mitnehmer heb el und Führungsstifte auskommen. Die Übertragung einer Drehbewegung von der Welle ι auf eine Welle 2 erfolgt erfindumgsgemäß mittels einer Zwischenan-5 Ordnung; diese besteht aus einem mit Ausfräsungen in Form von längs des Umfaings verlaufenden Führungskurvenflächen verse'henen Steuerkörper und einem gegenüber dem Steuerkörper drehbar gelagerten

to besonderen Lagerkörper, welcher die vom Steuerkörper geführten Mitnehmerbolzen trägt;, sowie aus einem auf der getriebenen Welle sitzenden Mitnahmering. Die Kupplung arbeitet derart, daß nur eine Kraftübertragung

<5 in Richtung von Welle 1 auf Welle 2, und zwar durch einen vom Steuerkörper gesteuerten Eingriff der Mitne^;bmerbolzen im Mitnahmering möglich ist; dagegen wird eine Drehbewegung der Welle 2 nicht nach Welle 1 übertragen, da in diesem Falle die Mitnehmerbolzen nicht in Eingriff gelangen können. Die Abbildungen zeigen, einige AusführuDgsbeispiele, an Hand deren die Erfindung

- beschrieben sei. In der Ausführung nach Abb. i, dargestellt im Längs- und Querschnitt, ist mit ι das treibende Wellenende und mit 2 ein Teil der getriebenen Welle bezeichnet. Mit dem Wellenende 1 ist der Steuerkörper 3 fest verbunden; gegen letzterein liegen zwei Mitnehmerbolzeri 4, die um i8o° versetzt, innerhalb eines bestimmten Bereiches des Steuerkörpers 3 senkrecht zu ihrer Achse geführt werden können. In den zylindrischen Steuerkörper 3 sind Aussparungen eingefräßt, durch welche die Bolzen 4 geführt werden. Die axialen Aussparungen sind vorzugsweise parabolisch ausgebildet, können jedoch auch nach jeder anderen beliebigen Kurve hergestellt werden, die in der Mitte einen Scheitel hat und daran anschließend zwei symmetrische Äste. Diese Kurvenaussparungen werden zweckmäßig begrenzt von zwei Flächen, die parallel zur Boizenadhse lauf era. Die Bolzen 4 sind z.B. zylindrisch hergestellt, können jedoch auch Rechteckform besitzen, wobei besonders dasjenige Ende, welches gegen den Steuerkörper 3 geführt ist, mit einer Rundung versehen wird, um eine nur geringe Reibung zu bekommen.

Diese Bolzen werden gehalten und geführt von dem Lagerkörper 5, der mit einer Kupplung 6, vorzugsweise einer Rutschkupplung, direkt verbunden ist, deren äußere Gleitfläche am Gehäuse 7 des Getriebes angeordnet ist.

Durch diese Kupplung kann der sonst frei drehbare Körper 5 festgestellt bzw. gebremst werden. Die Kupplung 6 wird in der gezeichneten Stellung gehalten durch die Feder 8, die einerseits gegen die Innenfläche der Kupplung 6 und damit auch gegen Teil 5 drückt und am anderen Ende beispielsweise gegen die Stirnfläche eines Lagers 9 der Welle ι anliegt. Das getriebene Wellenende 2 iist fest verbunden mit der Mitnahmeeinrichtung 10, die so ausgebildet ist, daß sie den Lagerkörper 5 in geringem Abstand zentrisch umfaßt. Auf dieser Mitnahmeeinrichtung befinden sich eine Ä-nahl Mitnahmestifte· 11, Rasterungen 0. dgl., iri welche die Bolzen 4 eingreifen können, wenn sie radial nach 7" außen bewegt werden.

.Die Wirkungsweise dieser doppelseitigen Freilaufkupplung besteht nun nach der Erfindung darin, daß bei einer Drehung der Welle i, z. B. in Pfeilrichtung, gemäß Abb. ib auch der Steuerkörper 3 mit in Drehung versetzt wird, wodurch die Mitnehmerbolzen 4 durch die Form der Aussparungen entgegen der Wirkung der Feder 14 radial nach außen gedruckt werden. Diese axiale Verschiebung der Mitnehmerbolzen dauert so lange an, bis z. B. bei dem oberen Bolzen 4 in Abb. ib die linke Anschlagfläche des Steuerkörpers 3 die axiale Bewegung des Bolzens, begrenzt. Von dieser Stellung ab erfolgt vom Steuerkörper 3 aus über Bolzen 4 eine Mitnahme des Lagerkörpers 5; die Reibung der Rutschkupplung 6 darf demnach nur so groß sein, daß dieselbe ohne große Verluste durch das Drehmoment der Welle r überwunden wer- 9" den kann. Die radial nach außen verschobenen Mitnehmerbolzen 4 haben sich inzwischen mit ihrem äußeren Ende in den Eingriffskreis der Mitnahmestifte 11 bewegt, so daß beim Anliegen der Bolzen 4 gegen die Mitnahmestifte 11 die Mitnahmeeinrichiung 10 und damit auch die Welle 2 im selben, angedeuteten Drehsinn mitgenommen wird.

Erfolgt die Drehung der Welle 1 im entgegengesetzten. Drehsinn, so kommen die Mit- > nehmerbolzen 4 an die entgegengesetzte Anschlagfläche in den Aussparungen des Steuerkörpers zur Anlage, so daß· ebenfalls die Mitnahme des Lagerkörpers 5 und die Drehung de.r Welle 2 nach der entgegengesetzten Rieh- <°5 tung erfolgt.

Kommt bei den beschriebenen Drehbewegungen die treibende Welle 1 zum Stillstand, so kehren die Mitnehmerbolzen 4 unter der Wirkung der Feder 14 wieder in die in >¹⁽⁾ Abb. la und ib dargestellte Ruhelage zurück. Wird nun die Welle 2 im einen oder anderen Drehsinn angetrieben, so erfolgt keine Mitnahme der Welle 1, weil sich die Mitnehmerbolzen 4 in der Ruhestellung, außerhalb des 1 ·5 Eingriffskreises der Mitnahmestifte 11, befinden.

Eine andere Äusführungsart dieser Erfindung ist in Abb. 2a und 2b dargestellt. Die Anordnung dieses Getriebes ist, wie aus der Abb. 2 ersichtlich, die gleiche wie in Abb. 1, nur mit dem Unterschied, daß die Mit-

604338

nehmerbolzen4 in- 'dem mit Kupplung 6 und■ • Feder 8 verbundenen Lagerstück 5 drehbar gelagert sind, daß also keine Längsversdhiebung der Mitnehmerbolzen 4 stattfindet. Die Anordnung besteht darin, daß der Bolzen 4 fest mit dem Hebel 12 verbunden ist, welcher in 13 drehbar angeordnet ist.

Die Wirkungsweise beruht- 'darauf, daß wie aus Abb. 2b 'hervorgeht, bei einer Drehung der Welle 1 im einen oder anderen Drehsinn der Steuerkörper 3 die Mitnehmerbolzen 4 und damit auch· die Hebel 13 nach außen bewegen, so daß durch den langen Hebelarm auch hier eine angenähert radiale Bewegung ·

ig der B'olzein4 erreicht wird. In Abb. 2a ist ein Längsschnitt der doppelseitigen Freilaufkupplung dargestellt, aus dem die Anordnung des Hebels 12 auf dem Lagerkörper 5 ersichtlich ist. Mittels einer eine Rückdrehung des

so Hebels 12 bewirkenden Schraubenfeder 14 wird erreicht, daß die Bolzen 4 bei Stillstand von Welle 1 in die gezeichnete Ruhelage gelangen.

Eine weitere Ausführungsrnöglichkeit der doppelseitigen Freilaufkupplung ist in Abb. 3 schematisch veranschaulicht. In dieser Darstellung ist wiederum mit 1 die treibende Welle und mit 2 die getriebene Welle bezeichnet. Die treibende Welle 1 ist über ein Zahnradvorgelege 15 und über eine Hohlwelle 16 mit dem Kupplungsteil 17 verbunden, der dem Lagerkörper 5 der Abb.-1 entspricht. Der Steuerkörper 18, der in Abb. 3 in der Mitte angeordnet ist, ist feststehend und wird in seiner Lage durch eine Feder 19 bzw. durch eine Rutschkupplung gehalten. Der Steuerkörper 18 ist mit Ausfiräsungen, in vorliegendem Fall beispielsweise von rasterartiger Form, versehen, in welche die Mitmehimerbolzen 4 eingreifen, 'die, wie in Abb. 2, mittels des Hebels 12 um Drehpunkt 13 eine angienä'hert radiale Bewegung beschreiben können. Die Hebel und damit die Mitnehv metrboizen sind gemäß Abb. 3 auf dem dreh-.

baren mit Welle 1 verbundenen Kupplungsteil 17 angeordnet, welcher zentrisch umgeben ' ist von der auf Welle 2 sitzenden" Mitnahmeeinrichtung 10, die entweder Mitnahmestifte 11 oder eine Rasterung trägt.

Die Wirkungsweise ist bei der Ausführung nach Abb. 3 folgende: Wird beispielsweise die Welle 1 und damit auch das Kupplungsteil 17 in den in Abb. 3b dargestelltem Drehsinn gedreht, so werden auch die Hebel" 12 miitbewegt und der obere Bolzen 4 gleitet entgegen der Reibung und der Wirkung der Feder 14 entlang der rechten Fläche des zunächst feststehenden Steuerkörpers. Dadurch gelangt das äußere Ende des Mitnehmerbolzens 4 in den Eingrifrskreis der Mitnahmestifte 11 bzw. in die Rasterung des mit Welle 2 verbundenen Mitnahme teils 10; dadurch, daß das Drehmoment der Welle 1 genügend groß ist, wird nun auch der feststehende Steuerkörper entgegen der Wirkung 6g der Rutschkupplung bzw. der Feder 19 mitgenommen. Die angenähert radial nach außen bewegten Mitnehmerbolzen 4 legen.sich gegen die Mitnahimestifte 11 und bewirken somit eine Drehung der Welle 2 in demselben angedeuteten Drehsinn. Erfolgt die Drehung der Welle ι in dem entgegengesetzten Drehsinn, so gleiten die Mitnehmerbolzen 4 auch nach der anderen Seite in der Ausfräsung empor und legen sich gegen die entgegengesetzten Flächen der Mitnahmestifte 11, um ebenfalls eine Drehung der Welle 2 nach der entgegengesetzten Richtung zu bewirken. Sobald, die Welle ι zum Stillstand kommt, werden die. Mitnehmerbolzen 4 durch die Feder 14 wieder in die gezeichnete Ruhestellung gezogen und gelangen dadurch wieder aus dem Eingriffskreis der Mitnahmestifte 11 heraus. Eine Drehung der Welle 2 kann also hier, ebenso wie bei Abb. 1 und 2, auch nicht nach Welle ι übertragen werden.

Bei schweren und größeren Kupplungen wird zweckmäßigerweise 'sowohl nach der Ausführung der Abb. 1 und 2 als auch nach Abb. 3 eine Anordnung mit 4, 6, 8 oder mehr go Mitnebmerbolzen mit entsprechend ausgefrästem Steuerkörper angewendet.

Bei allen genannten Ausführungsarten dieser doppelseitigen Freilaufkupplung muß während der Dauer der Drehung von Welle 1 die Reibung der Rutsc'hkupplung überwunden werden, so daß diese Reibungsarbeit als Verlust anzusehen ist. Es ergibt sich daher die Aufgabe, während der Drehung der treibenden Welle ι die Rutschkupplung außer Betrieb zu setzen, was gemäß' einer Weiterbildung der Erfindung durch eine Andersgestaltung des Steuerkörpers erreicht werden kann und an Hand der Abb. 4, bei der der Steuerkörper drehbar mit der WeUe 1 an- «05 geordnet ist, erläutert werden soll. Im Gegensatz zu Abb. 2a und b, wo die Ausfräsungen in. axialer Richtung auf den Steuerkörper durchgehend verlaufen, werden jetzt in Abb. 4 die Ausfräsungen nur bis zu einer bestimmten no Tiefe ausgeführt nämlich, wie aus der Darstellung ersichtlich, so weit, daß der Bolzen 4 gegen das Ende der Ausfräs ung in axialer Richtung anliegt. Letztere besitzt symmetrisch zur Mittellinie an ihren Enden zwei abgeschrägte Flächen. Der Zweck 'dieser Ausführung Hegt nun darin, daß der Mitnehmerbolzen 4, der sich bei einer Drehung der Welle ι beispielsweise in Abb. 4b in Pfeilrichtung nach oben bewegt, in die angedeutete Lage 4' gebracht werden soll, d. h. der Bolzen 4 erfährt außer der Gleitbewegung in

Claims (7)

1. 694 S38

   der Ausfräsung, bedingt durch die Schrägung, noch eine zusätzliche Verschiebung in axialer Richtung. Diese Bewegung des Bolzens 4 überträgt sich über 'die Hebel 12 bzw. die Führung auf das Lagerstück 5 und damit auch auf die Rutschkupplung 6 (Abb. 2) in Pfeilrichtung gemäß Abb. 4a. Die Bewegung in Richtung der Achse braucht nur sehr gering zu sein, um ein Ausrücken der Rutschtekupplung zu bewirken, sobald die Drehung von Welle 1 eingesetzt hat. Bei einer Drehung der treibenden Welle in die entgegengesetzte Drehrichtuing bewegt sich der Bolzen 4 aus seiner Ruhelage heraus in Abb. 4b nach unten; die Verschiebung des Lagerkörpers 5 und der Kupplung 6 erfolgt dabei ebenfalls in Pfeilrichtung der Abb. 4a.

   Diese zusätzliche Verschiebung zur Ausschaltung der Rutschkupplung läßt sich sinngemäß bei jeder Ausführungsform der Erfindung anwenden.

   Die doppelseitige Freilaufkupplung nach der Erfindung wird sich also mit Vorteil überall dort verwenden lassen, wo besonders bei Erschütterungen, wie z. B. bei schweren Kupplungen o. dgl., noch eine ausreichende Sperrsicherheit verlangt wird, ohne daß damit eitle erhöhte Unwirtschaftlichkeit der Kupplung verbunden wäre.

   ■PA TENTA NSPU Ö (HIK:

   ι. Doppelseitig wirkende Freilaufkupplung, unter Verwendung von radial beweglichen Kupplungselementen, dadurch gekennzeichnet, daß zur Betätigung von mindestens zwei Mitnehmerbolzen ein mit längs des Umfangs verlaufenden Führungskurvenflächen versehener Steuerkörper und ein davon, getrennter, gegenüber dem Steuerkörper zentrischer und drehbar gelagerter Lagerkörper vorgesehen ist, in dem die Mitnehmerbolzen durch Federn in der Ruhelage derart gehalten sind, daß bei Drehung der treibenden Welle die Bolzen durch Anlage an den Führungsflächen des Steuerkörpers in radialer oder angenähert radialer Richtung nach außen bewagt werden und in Eingriff mit einer, starr an die getriebene Welle angekuppel-

   _So ten Mitnahm eeinrichtung gelangen, wobei ■entweder der Steuerkörper mit der treibenden Welle fest verbunden und der Lagerkörper gegenüber beiden Wellen frei drehbar und mittels einer zusätzlichen Bremsvorrichtung,Rutschkupplung, Bremsfeder 0. dgl. bis zum erfolgten Kupplungs-■eimgriff feststellbar ausgebildet ist, oder umgekehrt der Lagerkörper fest mit der treibenden Welle gekuppelt und der Steuerkörper feststellbar angeordnet ist.
2. 2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerkörper kreisförmigen Querschnitt hat und eingefräste, zweckmäßig parabolische, dreieckige Aussparungen trägt, durch welche die Bewegung der Mitnehmerbolzen in Richtung der Bölzenachse steuerbar ist.
3. 3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß beispielsweise die parabolischen Aussparungen im Steuerkörper an ihren Enden je eine parallel zur Bolzenachse verlaufende Anschlagfläche besitzen.
4. 4. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Lagerkörper die Mitnehmerbolzen axial verschiebbar angeordnet sind.
5. 5. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Lagerkörper drehbare Hebel trägt, an 'deren Enden die Mitnehmerbolzen starr befestigt sind.
6. 6» Anordnung nach Anspruch 1 und folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die mit der getriebenen Welle verbundene Mitnahmeeinrichtung eine Anzahl Mitnahmestifte bzw. eine Rasterung o. dgl. besitzt, in welche bei der Drehung der treibenden Welle die äußeren Enden der radialen Mitnehmerbolzen eingreifen.
7. 7. Anordnung nach Anspruch 1 bis 5, _go dadurch gekennzeichnet, daß die Ausfräsung im Steuerkörper mit einer besonderen Begrenzungsfläche solchergestalt ausgeführt ist, daß eine zusätzliche axiale Führung des Mitnehmerbolzens und damit ein Ausrücken der Rutschkupplung bewirkt wird, solange sich die treibende Welle in Drehung befindet, und sobald ■die Mitnehmerbolzen. in Eingriff mit der Mitnehmerscheibe gelangt sind.

   Hierzu 2 Blatt Zeichnungen