NO121924B - - Google Patents

Description

Reversibel frihjulskobling med automatisk virkende sperrefri-gjøring særlig for å innkobles mellom et kraftuttak for et driv-kjøretøy og en drivaksel for en tilhenger.

Oppfinnelsen vedrorer en automatisk reversibel frihjulskobling beregnet på å kobles inn mellom en drivende og en medlopende aksel, hvor den medlopende aksel normalt roterer med hoyere hastighet enn den drivende aksel og består av et inngående, drivende nav og et utgående drevet nav samt mellom disse to nav svingbart lagrede sperreknaster for opprettelse av en kraftover-føring mellom de to nav ved inngrep med en med det annet nav forbundet tannsylinder, hvilke sperreknaster ved en endring av rotasjonsretningen automatisk bevirker en reversering av koblingens virkning.

Frihjulskoblingen ifolge oppfinnelsen er særlig beregnet for å innkobles mellom et kraftuttak for et drivkjoretoy, f.eks. en traktor e.l., og en drivaksel for en tilhenger koblet til driv-kj oretoyet.

Tidligere kjente frihjulskoblinger har som regel vært utformet

for å kobles inn mellom en drivmotor og et drivende hjulpar, og de har da virket på den måte at drivmotoren har brakt hjulene til å rotere så lenge kjoretoyene ikke ruller med hoyere hastighet enn hva som svarer til motorens turtall. I nedforbakke eller andre anledninger hvor kjoretoyene har fått hoyere hastighet enn motorens tilsvarende turtall, er derimot frihjulsfunksjonen brakt til virkning, slik at kjoretoyene har kunnet rulle uav-hengig av drivmotoren.

Slike kjente frihjulskoblinger har ikke vært egnet til å kobles inn mellom kraftuttaket for et drivkjoretoy og en med drivhjul forsynt tilhenger på grunn av vanskelighetene med å få tilhengerens drivhjul til å rotere med samme periferihastighet som trekkjbretoyets drivhjul. Selv om man har lykkes i å få en slik utveksling mellom slepekjoretoyets drivhjul og trekkjbretoyets kraftuttak at de drivende hjulpar roterer med samme periferihastighet på plan mark og ved rettlinjet fremforing, vil tilhengerens drivhjul ved svinger rotere med lavere periferihastighet enn trekkjbretoyets drivhjul på grunn av at tilhengeren ved svingning får mindre svingningsradius enn trekkjbretbyet. En folge av dette blir at enten trekkjbretoyets eller tilhengerens drivhjul vil slure fremover resp. bakover, noe som medfbrer vesentlig slitasje av dekk og koblinger og andre mekaniske deler.

Et behov foreligger derfor for en kobling av en slik art at den kobles inn mellom kraftuttaket for et tnekkjbretby <p>g den inngående kraftaksel for en med drivhjul forsynt tilhenger, hvis utveksling er beregnet således at dens drivaksel på plan mark og ved lineær fremforing roterer med hoyere hastighet enn trekk-kjbretbyets kraftuttak. Ved en slik anordning vil tilhengerens drivhjul virke drivende forst når trekkjbretoyets drivhjul slurer og dets utgående kraftuttak som folge herav roterer med hoyere hastighet enn hva som svarer til kjbretbyets fremfbringshastighet. Når derpå trekkjoretoyets drivhjul slutter å slure, opphorer tilhengeren med sin skyvevirkning, og noen unodig slitasje av dekk, koblinger eller andre deler fås derfor ikke. Utvekslingsforhol-det mellom trekkjoretoyets kraftuttak og den i tilhengeren inngående kraftaksel velges da således at tilhengerens drivhjul ikke begynner å drive under svingbevegelser, men forst ved en eventuell samtidig sluring av trekkjoretoyets drivhjul.

Det har vært foreslått at man skulle utforme en kobling av nevnte slag med et inngående og et utgående nav, hvilke er anordnet for å kobles sammen ved hjelp av en eller flere i navet svingbart lagrede sperreknaster, hvilke ved frihjulsnavets drift i den ene retning presses fjærende i en bestemt retning, mens de ved drift av frihjulskoblingen i den annen retning automatisk vil svinges om til fjærende anpresning i den annen retning, og hvor en reverseringsring, som er begrenset dreibar i forhold til det utgående nav, delvis bevirker den fjærende anpresning av sperreknastene dels også en fullstendig sikkerhet mot at disse under drift kan svinges over til sine reverserte stillinger, noe som ville kunne få skjebnesvangre folger.

Ved kjoring med en kobling av den foreslåtte type vil sperreknastene, som er beregnet på å tilveiebringe tilhengerens drift, kontinuerlig sneppe forbi uttagninger i et sperrehakehjul så lenge trekkjoretoyets drivhjul ikke slurer. Det har imidlertid vist seg at sperrehakenes sneppebevegelser bevirker en slitasje av disse samtidig som en kneppende lyd fås for hver oversnepping.

Formålet med oppfinnelsen er å eliminere disse ulemper og å tilveiebringe en frihjulskobling av nevnte slag, hvor sperrehakene under normale betingelser holdes fast i en stilling hvor snepping over et sperrehakehjul med derav folgende ulyd og slitasje ikke forekommer.

Dette oppnås ifolge oppfinnelsen ved en frihjulskobling av den innledningsvis nevnte art som kjennetegnes ved en mellom drivnavet og det medlopende nav innkoblet reverseringsring som er begrenset vridbar i forhold til drivnavet og som soker å presse sperreknastene i den ene eller annen retning avhengig av kob-Ungens rotasjonsretning for å muliggjore en kraftforbindelse mellom de to nav.

Til bedre forståelse av oppfinnelsen vises det til den efter-folgende beskrivelse og til det på tegningene viste utforelseseksempel. Fig. 1 er et diametralt snitt gjennom en frihjulskobling ifolge oppfinnelsen tatt efter linjen I - I i fig. 2. Fig. 2 er et aksialsnitt gjennom koblingen i fig. 1 tatt efter linjen II - II i fig. 1. Fig. 3a, 3b og 3c viser i adskilt stilling den virksomme rever-seringsdel for koblingen ifolge fig. 1 og 2 delvis i snitt. Fig. 4 viser på samme måte som fig. 1 koblingen ifolge oppfinnelsen, men med sperrehakene opploftet for å hindre sneppevirk-ning.

Frihjulskoblingen ifolge oppfinnelsen består av et inngående koblingsnav 5 og et utgående nav 6 samt en mellom disse to nav anordnet sperremekanisme. Det inngående nav 5 er beregnet for tilkobling til et kraftuttak på et drivende eller trekkende kjoretoy som f.eks. en traktor, mens det utgående nav er beregnet på å kobles til den inngående drivaksel for en likeledes med drivhjul forsynt tilhenger, hvis drivaksel roterer med samme hastighet som eller fortrinnsvis hoyere hastighet enn drivkjore-toyets utgående kraftaksel.

Det inngående nav 5 er sammensatt av et endestykke 7 og en sperresylinder 8. Denne sperresylinder 8 er ved hjelp av pas-sende midler, f.eks. skrueforbindelse, nagleforbindelse, sveise-forbindelse eller lignende koaksialt forbundet med endestykket 7.

Det utgående nav 6 er igjen sammensatt av et endestykke 9 samt

en koaksialt med dette forbundet tannsylinder lo. Tannsylinderen lo er fortrinnsvis drevet inne i et utdreid spor 11 i endestykkets 9 innside og i denne stilling sammensveiset med dette.

Den mellom de to nav 5 og 6 foreliggende sperremekanisme består av et antall sperreknaster 12 som er svingbart montert i sperresylinderen 8, og som ved behov griper inn med tenner på tannsylinderen lo, en reverseringsring 13 som påvirker sperreknastene 12 til inngrep med tannsylinderen og ved en endring av rotasjonsretningen automatisk bevirker en omsvingning av sperre-knastenes 12 inngrepsstilling, en sperreloftearm 14 som under normal drift 1ofter sperreknastene 12 opp for å hindre at de kontinuerlig snepper over tannsylinderens lo tenner samt ende-lig en bremsering 15 som tilveiebringer sikkerhet mot en utillatelig relativforskyvning under drift mellom sperresylinderen 8 og reverseringsringen 13. Den på tegningene viste utforelse av frihjulskoblingen er utformet med fire stykker symmetrisk anordnede inngrepsenheter, hvilke er helt identiske og virker nbyaktig samtidig og på samme måte. Koblingen kan imidlertid ved behov utformes med et hvilket som helst antall inngrepsenheter.

I det viste utforelseseksempel er sperresylinderen 8 anordnet i et spor 16 i endestykket 7 og festet til dette ved hjelp av fire skruer 17. Sperresylinderen 8 er utformet som et symmetrisk hulsylinderlegeme som er forsynt med fire radielt forlopende, parallellepipediske utfresninger 18 som loper tvers igjennom sylinderens gods. Disse utfresninger 18 har en aksial bredde som er mindre enn sperresylinderens bredde, og de er tatt ut stort sett sentralt såvel aksielt som radielt. Utfresningene 18 er beregnet på å oppta sperreknastene 12 og har for dette formål en radial bredde som er så stor at sperreknastene har mulighet for å utfore sine svingbevegelser inne i utfresningene. Sperreknastene 12 holdes på plass sentralt i utfresningene av svingtapper 19 som loper aksielt tvers igjennom sperresylinderens 8 gods og eventuelt også noe inn i endestykkenes 7 gods. Sperresylinderen 8 er også forsynt med fire aksiale kilespor 2o på hoyde med sylinderens ikke-utfreste gods. Disse kilespor er beregnet for å oppta kiler 21 som samvirker med tilsvarende kilespor såvel i reverseringsringen 13 som sperrelofteringen 14 og muliggjor en begrenset vridning av disse ringer 13,14 i forhold til sperresylinderen 8. Kilene 21 kan om det finnes hen-siktsmessig nagles eller på annen måte festes i kilesporene 2o

i sperresylinderen.

Tannsylinderen lo er utformet som en konvensjonell tannsylinder med fire symmetrisk anordnede, ytre tenner 22 som i form og storrelse stemmer overens med sperreknastene 12. Tannsylinderen lo er forsynt med en radielt innadgående flens 23, hvis hen-sikt er å være bæreflate resp. stottekanter for nål- og kule-lager ved sammenmontering av de to navdeler. Denne sammenmontering skjer ved hjelp av en sentral bolt 24 som med hodet ligger an mot en flens på det inngående koblingsendestykke 7, og som ved hjelp av en skive 25, som fastholdes til bolten ved hjelp av en skrue 26, fastklemmer to aksiallager 27 og 28, hvilke hviler mot endekantene av flensen 23 samt et radiallager 29 som hviler mot flensens 23 periferi.

Reverseringsringen 13 er innenfor området for hver sperreknast

12 utformet med to påvirkningsenheter for denne sperreknast.

Hver av disse påvirkningsenheter består av en kule 3o som er forskyvbar i en radial boring 31 i reverseringsringen, i hvilken den fjærende presses radielt innad av en skruelåst fjær. Boringen 31 er i den indre ende tilstukket slik at kulen kan skyves et stykke ut innenfor ringens 13 indre periferi uten dog å falle ut av boringen. De to kuler som påvirker en og samme sperreknast ligger på en slik innbyrdes avstand at den ene kule alene kan påvirke sperreknasten til svingning i en retning, mens den annen kule alene påvirker sperreknasten til svingning i den annen retning. Mellom de to kuler er reverseringsringen utformet med en aksial utfresning 32 med slik dybde at den kan oppta sperreknastens utsvingede del ved en fullstendig omsvingning av denne. Mellom disse grupper av to påvirkningskuler og en mellom disse liggende utfresning er reverseringsringen utformet med et kilespor 33 med en dybde svarende til kulens 21 hoyde og med en periferiell lengde som muliggjor en vridning av reverseringsringen 13 i forhold til sperresylinderen 8 og dermed også sperreknastene 12 en vinkel som nbyaktig svarer til den nodvendige relativforskyvning for å tilveiebringe omslag av sperreknastene 12. Reverseringsringen 13 er i enden forsynt med et sirkulært utdreid spor som nbyaktig passer til de ytre mål for en del av sperrelofteringen 14.. Sporets 34 aksiale dybde er så stor at sperrelbfteringen 14 er i likhet med reverseringsringen 13 forsynt med kilespor 35 med en dybde som stort sett stemmer overens med ki-lens 21 hoyde og med en periferien lengde som muliggjor en vinkelforskyvning av sperrelofteringen 14 i forhold til sperresylinderen 8 og de deri lagrede sperreknaster 12 et så langt stykke at denne ring 14 kan hindre sperreknastene 12 fra å presses ned i sporene mellom tannsylinderens tenner 22. For at imidlertid en slik nedsvingning av sperreknastene skal være mulig er sperreloftearmen 14 forsynt med en annen rekke aksiale spor 36, som i lengde og dybde stort sett stemmer overens med utfresningene 32 i reverseringsringen 13.

For å hindre sperrelofteringen 14 fra å forskyve seg utillatelig

i forhold til sperresylinderen 8 og sperreknastene 12 og derved gi sperreknastene mulighet for å svinge ned i sporene mellom tannsylinderens tenner 22, er det utgående endestykke 9 forsynt med friksjonstapper 37, hvilke fjærende ligger an mot sperre-lofteringens 14 indre periferi og presser denne i samme retning som bestemmes av koblingens rotasjonsretning.

Rundt reverseringsringen 13 loper innfelt i et spor i denne bremseringen 15 som i sin eksempelvis nedre ende har et bye 38

og i den ovre ende er åpen, men forsynt med midler for variabel anspenning mot reverseringsringen 13, slik at en innstillbar friksjon kan fås mellom bremseringen 15 og reverseringsringen 13.

Når kjoretoyene setter seg i bevegelse ved at trekkjbretbyet begynner å bevege seg, bringer dets utgående kraftaksel det inngående koblingsnav 5 til å rotere. På tegningen er forutsatt en rotasjon i retning mot urviseren, dvs. efter pilene i fig. 1 og 4. På grunn av friksjon mellom den fikserte bremsering 15 og reverseringsringen 13 hindres reverseringsringen fra å folge med i det inngående koblingsnavs 5 rotasjonsbevegelse inntil koblingen har inntatt den i fig. 1 viste stilling, hvor sperresylinderens 8 kiler 21 inngriper de forreste kanter av sperresylinderens kilespor 33. Den således inntatte stilling vil bli bibeholdt helt til rotasjonsretningen omkastes, når reverseringsringen 13 isteden-for vil innta sin andre ytterstilling i forhold til sperresylinderen 8. I den nå inntatte stilling vil den forreste av de to kuler 3o i hver gruppe av fjærkuler påvirke sperreknastene 12 til en svingning i retning mot utviseren, hvorved den i fig. 1 viste stilling vil bli inntatt. Sperreknastene 12 vil derved med de indre og forreste kanter ligge i sporene mellom tannsylinderens lo tenner 22, mens deres ytre og bakre kanter vil ligge i utfresningene 32 i reverseringsringen 13.

Praktisk talt i samme oyeblikk som det inngående koblingsnav begynner å rotere og kjoretoyene setter seg i bevegelse, vil også det utgående koblingsnav 6 bringes til å rotere på grunn av at tilhengerens hjulaksel blir satt i rotasjon. Da imidlertid denne aksel er beregnet for en rotasjon med hoyere hastighet enn trekkjoretoyets utgående kraftaksel, vil det utgående koblingsnav med tannsylinderen lo suksessivt vri seg i retning med urviseren i forhold til sperresylinderen 8. På grunn av frik- . sjonen mellom friksjonstappene 37 i det utgående koblingsendestykke og sperrelofteringen 14, vil også sperrelbfteringen soke å dreie seg i forhold til sperresylinderen lo. Når sperrelofteringen 14 har dreiet seg et kort stykke i forhold til tannsylinderen, vil imidlertid bakkanten av dens aksiale spor 36 stote mot den del av sperreknastene 12 som rager opp i dette spor og utfresningene 32.

Efter et kort stykke vil imidlertid den forste av tennene 22 på tannsylinderen lo som passerer sperreknastene 12,svinge disse i retning mot urviseren mot virkningen av fjærkulene 3o, hvorved samtidig det aksiale spor 36 i sperrelofteringen frilegges med den folge at sperrelofteringen kan dreie seg ytterligere et stykke inntil dens bakkanter stoter mot kilene 21. I denne stilling som vises i fig. 4 overlapper sperrelofteringen 14 sperreknastene 12 noe med den folge at de hindres fra igjen å svinges i retning mot urviseren, slik at deres indre og forreste kanter faller inn i sporene mellom tennene 22 på tannsylinderen lo. Noen videre snepping vil ikke finne sted for sperrelofteringen 14 har tilveiebrakt mulighet for at sperreknastene igjen kan innta sine inngrepsstillinger med tannsylinderen.

Om imidlertid trekkjoretoyets drivhjul skulle begynne å slure, vil derimot i et gitt tilfelle det inngående nav 5 rotere med hoyere hastighet enn det utgående nav 6, hvilket bevirker at sperrelofteringen 14 vil gis en relativbevegelse med urviseren i forhold til sperresylinderen, og denne relativbevegelse med urviseren stanser ikke for sperrelofteringen med sine forreste kanter hviler mot kilene 21. Som det fremgår av fig. 1 vil derved det aksiale spor 36 forlegges på en slik måte at sperreknastene 12 igjen kan svinges i retning mot urviseren, og som folge herav vil sperreknastene, hvilke nå roterer med hoyere hastighet enn tannsylinderen lo, gripe inn i dennes tenner 22 og tvangsmessig drive denne i retning mot urviseren. Tilhengerens drivhjul som er koblet til tannsylinderen,blir derved drivende samtidig med trekkjbretoyets drivhjul, og denne drift av tilhengerens hjul opphorer ikke for det utgående nav 6 igjen begynner å rotere med hoyere hastighet enn det inngående nav 5, og dette inntreffer forst når trekkjbretoyets hjul slutter å slure. Så snart denne sistnevnte stilling er inntatt, vil sperrelofteringen 14 igjen lbfte sperreknastene 12 til forhindring av snepping og derav fblgende generende lyd og slitasje.

Ved en omkastning av koblingens rotasjonsretning vil de samme funksjoner som ovenfor beskrevet,automatisk komme til utfbrelse, bare med den forskjell at de på tegningen viste, virksomme fjærkuler 3o vil settes i hvilestilling, mens de fjærkuler som be-finner seg i retning med urviseren om denne vil innta virksomme stillinger og sbké å svinge sperreknastene i retning med urviseren.

Det er innlysende for en fagmann på området at frihjulskoblingen ifolge oppfinnelsen kan modifiseres på mange måter og tilpasses efter de for anledningen herskende omstendigheter og efter de mest skiftende kraftbehov. Likeledes er det innlysende for fagmannen på området at koblingen kan anvendes når som helst rota-sjonshastigheten for tilhengerens hjulaksel overskrider rotasjons-hastigheten for trekkjbretoyets utgående kraftaksel. Ved en spesiell utfbrelse av oppfinnelsen, hvor frihjulskoblingen er anvendt som kobling mellom en traktor og en tilhenger for denne, har det vist seg gunstig å utveksle tilhengeren på en slik måte at dens hjulaksel roterer med ca. lo% hoyere hastighet enn traktorens kraftaksel. Det er videre innlysende for fagmannen på området at koblingen kan anvendes ikke bare i forbindelse med kjbretoy, men også ved ethvert tilfelle hvor krafttilskudd kan være nbdvendig for å hindre eller oppheve sluring o.l. eller hvor et tilfeidig krafttilskudd bnskes på grunn av en tilfeldig overbelastning, hvorved kan unngås at den overbelastede del be-

skadiges .

Claims (10)

1. Automatisk reversibel frihjulskobling beregnet for å inn-

kobles mellom en drivende og en medlopende hjulaksel og særlig for å innkobles mellom et kraftuttak for et drivkjoretoy og en drivaksel for en tilhenger, hvor den medlopende hjulaksel også er forsynt med midler for drift, og hvor denne normalt roterer med hoyere hastighet enn den drivende hjulaksel, og bestående av et inngående, drivende nav (5) og et utgående, drevet nav (6) samt i en sperresylinder i det ene nav svingbart lagrede sperre- knaster (12) for opprettelse av en kraftoverforing mellom de to nav ved inngrep med en med det annet nav forbundet tannsylinder, hvilke sperreknaster ved en omkastning av rotasjonsretningen automatisk bevirker en reversering av koblingens funksjon,karakterisert ved en mellom drivnavet (5) og det medlopende nav (6) innkoblet reverseringsring (13) som er begrenset dreibar i forhold til drivnavet (5) og som soker å presse sperreknastene (12) i den ene eller annen retning avhengig av koblingens rotasjonsretning for å muliggjore en kraftforbin- delse mellom de to nav (5,6).

2. Frihjulskobling som angitt i krav 1, karakteri- sert ved en likeledes mellom de to nav (5,6) innkoblet, i forhold til det drivende nav (5) begrenset dreibar sperrelofte-ring (14), som hindrer en påvirkning av sperreknastene (12) til å tilveiebringe en kraftforbindelse mellom de to nav (5,6) så lenge det medlopende nav (6) roterer med like stor hastighet som eller hoyere hastighet enn det drivende nav (5).

3. Frihjulskobling som angitt i kravene 1 og 2, karakterisert ved at den er utformet med fire identiske og symmetrisk anordnede sperrekoblings- og sperrelofteorgan.

4. Frihjulskobling som angitt i krav 1 og 2, karakterisert ved at den er utformet med fire identiske og symmetrisk anordnede koblingsenheter, hver inneholdende to på avstand fra hverandre beliggende, fjærbelastede kuler (3o), hvilke avhengig av koblingens rotasjonsretning påvirker en sperreknast (12), den ene kule i sperreknastens (12) ene svingningsretning og den annen kule i den annen retning.

5. Frihjulskobling som angitt i ett av de foregående krav, karakterisert ved at sperresylinderen (8) er forsynt med radielt utadragende, aksiale kiler (21), hvilke danner begrensningsorgan for relativforskyvningen mellom reverseringsringen (13) og sperresylinderen (8).

6. Frihjulskobling som angitt i krav 5, karakterisert ved at reverseringsringen (13) er forsynt med kilespor (33) for samvirke med kilene (21), men av en lengde som vesentlig overstiger kilenes (21) periferiene bredde, og som svarer til den for reverseringsomslag nodvendige relativdreining mellom reverseringsringen (13) og sperresylinderen (8).

7. Frihjulskobling som angitt i krav 5 eller 6, karakterisert ved at også sperrelofteringen (14) er forsynt med kilespor (35), hvilke samvirker med kilene (21) i sperresylinderen (8), men hvis lengde er meget storre enn kilenes (21) periferielle bredde at den for fastlåsing av sperreknastene (12) i sine opploftede stillinger nodvendige relativbevegelse mellom sperresylinderen (8) og sperrelofteringen (14) muliggjores.

8. Frihjulskobling som angitt i krav 7, karakterisert ved at sperrelofteringen (14) også er forsynt med aksiale spor (36), hvilke når det inngående nav (5) roterer med samme hastighet som eller hoyere hastighet enn det utgående nav (6), tillater opptagning av en del av sperreknastene (12), hvorved disse får mulighet for å innta sine stillinger for inngrep med tannsylinderen (lo).

9. Frihjulskobling som angitt i noen av de foregående krav, karakterisert ved en ikke dreibart festet bremsering (15), som loper rundt reverseringsringen (13) for å hindre ikke-tillatelig relativdreining mellom reverseringsringen (13) og sperresylinderen (8).

10. Frihjulskobling som angitt i ett av kravene 2-9, karakterisert ved at det utgående nav (6) er forsynt med tapper (37), hvilke med friksjon ligger an mot sperrelofteringen (14) og hindrer utillatelig relativdreining mellom sperrelofteringen (14) og tannsylinderen (lo).