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Freilaufkupplung Die bisher bekanntgewordenen Freilaufkupplungen besitzen
zwischen dem treibenden und getriebenen Teil meist auf Klemmstufen angeordnete Kugeln,
Rollen oder sonstige Teile als Klemmkörper. Hierbei besteht der allgemeine Nachteil,
daß beim Kuppeln nur Punkt- oder Linienberührung der Teile miteinander eintritt
und die Klemmkörper erst nach einem mehr oder weniger großen Einlaufweg zur Wirkung
kommen können. Außerdem bestehen Schwierigkeiten in der Einhaltung der Genauigkeit
in der Herstellung der vielen Teile solcher Kupplungen. Durch unvermeidliche Mängel
hinsichtlich Ausführungsgenauigkeit und Abnutzungserscheinungen ergaben sich Unregelmäßigkeiten
in der Verteilung, der Übertragung auf die einzelnen Klemmkörper. Bei der Erfindung
handelt es sich um eine neuartig ausgebildete Freilaufkupplung, bei der die bisherigen
Nachteile vermieden sind. Sie ist in der Hauptsache dadurch gekennzeichnet, daß
sich auf der einen Welle eine Kurbel oder ein Exzenter oder mehrere Kurbeln oder
Exzenter befinden und daß jede Kurbel bzw. jeder Exzenter ein Druckstück besitzt,
das reibschlüssig an einem auf der anderen Welle befindlichen zylindrischen, zur
Wellenachse konzentrischen Teil innen bzw. außen angreift und ihn mitnehmen kann,
wobei der Winkel, den die durch den Kurbelzapfenmittelpunkt gehende Senkrechte zum
Kurbelarm mit der Radialen durch den Schnittpunkt der Senkrechten mit der Ringfläche
des zylindrischen Teiles einschließt, gleich oder kleiner ist als der Reibungswinkel,
der
den Material- und Schmierungsverhältnissen des Druckstückes
und des zylindrischen Teiles entspricht. Diese Ausbildung der Freilaufkupplung hat
den wesentlichen Vorteil, daß an der zylindrischen Mitnahmefläche volle Berührung
und daher eine geringe spezifische Pressung erfolgt, wodurch der Eingriffsweg auf
ein Minimum verringert ist. Die Mitnahme tritt sofort ein. Auch das Lösen der Kupplung
vollzieht sich ohne nennenswerten Kraftaufwand rasch und leicht. Die nur wenigen
Teile der Kupplung können vorteilhaft kräftig ausgebildet werden. Da die Einzelteile
an sich einfach gestaltet sind, läßt sich die Kupplung billig herstellen. Erfindungsgemäß
sind verschiedene Ausführungsformen der Freilaufkupplung möglich. Über die Einzelheiten
gibt die folgende Beschreibung an Hand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen
nähere Auskunft.
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Abb. I und 2 zeigen eine einfache Ausbildung. Abb. I ist ein Längsschnitt
nach Linie A-A der Abb. 2, und Abb. 2 ist ein Querschnitt nach Linie B-B der Abb.
I.
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Ein weiteres Ausführungsbeispiel ist in den Abb. 3, 4, 5 dargestellt.
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Abb. 3 ist ein Längsschnitt nach Linie A-A der Abb. 5; Abb. 4 ist
ein Längsschnitt nach Linie B-B der Abb. 5 Abb. 5 ist ein Querschnitt nach Linie
C-C der Abb. 4.
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Eine dritte Ausführungsform erscheint in den Abb. 6, 7 und 8.
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Abb. 6 ist ein Längsschnitt nach Linie A-A der Abb. 8; Abb. 7 ist
ein Längsschnitt nach Linie B-B der Abb. 8; Abb. 8 ist ein Querschnitt nach Linie
C-C der Abb. 7.
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Ein viertes Ausführungsbeispiel erscheint in den Abb. 9, Io und II.
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Abb. 9 ist ein Längsschnitt nach Linie A-A der Abb. II; Abb. Io ist
ein Längsschnitt nach Linie B-B der Abb. II; Abb. II ist ein Querschnitt nach Linie
C-C der Abb. Io.
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In Abb. I und 2 sind die beiden miteinander zu kuppelnden Wellen mit
2 und 3 bezeichnet. Sie sind konzentrisch ineinander gelagert, wozu z. B. Nadeln
4 Verwendung finden. Die Welle 2 besitzt einen exzentrischen Teil 5 mit Kurbelarm
E (Abb. 2). Auf diesem exzentrischen Teil 5, der eine Endscheibe 6 aufweist, lagert
mit Hilfe von Nadeln 7 das Druckstück 8, das eine zylindrische Teilmantelfläche
9 besitzt, die sich an die zur Wellenachse konzentrisch-zylindrische Innenfläche
des äußeren Teiles Io der Welle 3 anlegen kann. Die Endscheibe 6 der Welle 2 ist
mit einem festen Stützteil II versehen, auf dem sich eine Druckfeder I2 mit ihrem
einen Ende abstützt, die sich mit dem anderen Ende gegen das Druckstück 8 legt und
durch Verdrehung des Druckstückes dieses ständig mit der Innenwandung des zylindrischen
Teiles Io in Anlage hält. Die Ausbildung ist so, daß der Winkel a, den die durch
den Kurbelzapfenmittelpunkt bzw. Exzentermittelpunkt gehende Senkrechte V zum Kurbelarm
E mit der Radialen R durch den Schnittpunkt T der Senkrechten V mit der Ringfläche
des zylindrischen Teiles Io einschließt, gleich oder kleiner ist als der Reibungswinkel,
der den Material- und Schmierverhältnissen des Druckstückes 8 und des zylindrischen
Teiles Io entspricht. Wenn die Wellenteile 2, 5 und 3, Io zueinander in den in Abb.
2 angegebenen Pfeilrichtungen verdreht werden, erfolgt das Anpressen des Druckstückes
8 an die zylindrische Innenfläche des Teiles Io und damit der Kupplungsschluß. Bei
Verdrehung der Teile zueinander in der den eingezeichneten Pfeilrichtungen entgegengesetzten
Richtung findet Freilauf statt.
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Bei dem Ausführungsbeispiel nach Abb. 3, 4 und 5 sind die beiden Wellen
mit I5 und I6 bezeichnet. Die Welle I5 trägt mittels Keilen I7 die Exzenterteile
I8 und I9 axial nebeneinander, wobei jedoch die Exzentrizitäten E beider Teile zueinander
entgegengesetzt liegen, wie es Abb. 4 erkennen läßt. Auf den Exzenterteilen ruhen,
ebenfalls um I8o° versetzt, die Druckstücke 22 und 23 unter Zwischenschaltung von
Lagernadeln 24 und 25. Zum Exzenterteil I8 gehört das Druckstück 22 und zum Exzenterteil
I9 das Druckstück 23. Beide Druckstücke kommen mit ihren zylindrisch gestalteten
Außenflächen 27 bzw. 28 an die für beide Druckstücke gemeinsame Innenzylinderfläche
des auf der Welle I6 festen Außenteiles 3o. Hierbei sind die Druckstücke 22 und
23 im Bereich ihrer zur Erzielung des Reibschlusses bestimmten zylindrischen Außenfläche
in axialer Richtung verbreitert, wie es Abb. 3 erkennen läßt. Damit wird die Entstehung
eines Kippmoments vermieden. Zwischen beiden Exzenterteilen I8, I9 und Druckstücken
22, 23 ist eine Zwischenscheibe 3I vorgesehen, die wie die Exzenterteile I8, I9
gegen eigene Drehung auf der Welle I5 gesichert ist. Diese Scheibe 3I dient hauptsächlich
als Träger zweier mit ihr vereinigter Ansätze 32, gegen die sich Druckfedern 33
abstützen, die etwa in der Umfangsrichtung auf die Druckstücke 22, 23 wirken und
für deren Anlage an die innere Zylinderfläche des Außenteiles 30 sorgen. An der
Stirnfläche des Exzenterteiles I8 und dem Druckstück 22 ist eine Abdeckscheibe 34
angebracht.
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Die Ausbildung gemäß Abb. 6; 7 und 8 besteht darin, daß in axialer
Richtung drei Einzelfreilaufküpplungen in symmetrischer Anordnung nebeneinander
vorgesehen sind. Bei dieser Freilaufkupplung bestehen zwei gleichgerichtete Exzenterteile
4ö und 41 sowie ein zu diesen um i8o'°' versetzter Exzenterteil 42, die sämtlich
auf der Welle 45 mit Hilfe von Keilen 46 aufgesetzt sind. Zu den Exzenterteilen
40, 41 gehören die Druckstücke 48, 49 und zum mittleren Exzenterteil 42 das Druckstück
5o. Als Lagerung der Teile ineinander ist Nadellagerung verwendet. Die Druckstücke
48, 49 und 5o gelangen mit ihren zylindrisch ausgebildeten
Außenflächen
5I, 52, 53 an der inneren Zylinderfläche des mit der Welle 55 vereinigten Außenteiles
56 zur Anlage, und zwar durch Wirkung von Druckfedern 57, die sich einerseits an
Vorsprüngen 58 von auf der Welle 45 festsitzenden Zwischenscheiben 6o abstützen
und andererseits an die Druckstücke 48, 49, 5o angreifen und sie mit der inneren
Zylinderfläche des Außenteiles 56 der Welle 55 in Anlage halten. Den Exzenterteil
4o und das Druckstück 48 begrenzt seitlich eine Abdeckscheibe. Durch diese Anordnung,
wobei der mittlere Exzenter gegenüber den benachbarten Exzentern um I8o° verdreht
ist, kann kein Kippmoment auftreten. Die Verbreiterung der Druckflächen an den Druckstücken
ergibt wieder eine äußerst geringe spezifische Pressung und damit ein leichtes Ein-und
Auskuppeln.
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Die in Abb. 9, Io und II dargestellte Ausführungsform als Beispiel
für eine Doppelfreilaufkupplung entspricht in der Wirkung dem Erfindungsgedanken,
nach dem die Druckstücke auch von außen an dem zylindrischen Teil angreifen können.
In diesem Fall sitzen die Exzenterstücke am äußeren Teil 65 der einen Welle 66 fest,
und zwar als zwei zu den Wellenachsen gegenseitig exzentrisch verlagerte Innenzylinder
67 und 68, in welchen mit Hilfe von Nadeln Druckstücke 69, 70 drehbar lagern. Diese
Druckstücke besitzen je auf eine geeignet große Strecke eine zylindrische Fläche
72, mit der sie auf den mit der Welle 73 ein Stück bildenden Zylinderteil 74 von
außen drücken. Aus Gründen der Herstellung bzw. Bearbeitungsmöglichkeit und des
Zusammenbaues der Kupplungsteile ist der Außenteil 65 mit der Welle 66 lösbar verbunden,
und zwar besitzt die Welle 66 einen scheibenförmigen Ansatz 75, an den der Außenteil
65 angeschraubt wird. Die Zwischenscheibe 76, die am einen Exzenterteil7o befestigt
ist, trägt nach beiden Seiten Ansätze 77, an denen sich Druckfedern 78 abstützen,
die auf die Druckstücke 69, 7o wirken und diese zur Anlage an den Zylinderteil 74
veranlassen. Seitlich am Außenteil 65 ist eine Abdeckscheibe 8o vorgesehen.