WO2019166491A1 - Kupplung und verwendung einer kupplung - Google Patents

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WO2019166491A1
WO2019166491A1 PCT/EP2019/054867 EP2019054867W WO2019166491A1 WO 2019166491 A1 WO2019166491 A1 WO 2019166491A1 EP 2019054867 W EP2019054867 W EP 2019054867W WO 2019166491 A1 WO2019166491 A1 WO 2019166491A1
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WO
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coupling
wrap
coupling element
shaft
clutch
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PCT/EP2019/054867
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English (en)
French (fr)
Inventor
Dieter Gerhard Fahrni
Original Assignee
Dieter Gerhard Fahrni
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
Application filed by Dieter Gerhard Fahrni filed Critical Dieter Gerhard Fahrni
Publication of WO2019166491A1 publication Critical patent/WO2019166491A1/de

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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16DCOUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D1/00Couplings for rigidly connecting two coaxial shafts or other movable machine elements
    • F16D1/06Couplings for rigidly connecting two coaxial shafts or other movable machine elements for attachment of a member on a shaft or on a shaft-end
    • F16D1/08Couplings for rigidly connecting two coaxial shafts or other movable machine elements for attachment of a member on a shaft or on a shaft-end with clamping hub; with hub and longitudinal key
    • F16D1/0852Couplings for rigidly connecting two coaxial shafts or other movable machine elements for attachment of a member on a shaft or on a shaft-end with clamping hub; with hub and longitudinal key with radial clamping between the mating surfaces of the hub and shaft
    • F16D1/0864Couplings for rigidly connecting two coaxial shafts or other movable machine elements for attachment of a member on a shaft or on a shaft-end with clamping hub; with hub and longitudinal key with radial clamping between the mating surfaces of the hub and shaft due to tangential loading of the hub, e.g. a split hub
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16DCOUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D13/00Friction clutches
    • F16D13/10Friction clutches with clutching members co-operating with the periphery of a drum, a wheel-rim, or the like

Definitions

  • the invention relates to a coupling for transmitting a torque.
  • the coupling has a coupling element and a mating coupling element which can be coupled thereto.
  • the coupling element is rotatable about a rotation axis. About this axis of rotation and the counter-coupling element is rotatable.
  • the mating coupling element has a wrap around the coupling element at least partially encircling with a first end and a second end.
  • wrap spring clutches are known, wherein according to the prior art, the wrap spring is helically wound around the shaft formed as a coupling element. In such known couplings, the wrap is thus wound several times around the coupling element in the axial direction.
  • the invention further relates to the use of such a coupling.
  • the invention has for its object to improve the performance characteristics and the usability of such a coupling.
  • the invention proposes the features of claim 1.
  • first end and the second end overlap longitudinal portions of the axis of rotation, which overlap at least partially.
  • the longitudinal sections can also be referred to as axial sections.
  • a first longitudinal section of the axis of rotation and of the second end a second longitudinal section of the axis of rotation is covered by the first end.
  • the coupling element defines an axial plane perpendicular to its axis of rotation and that a region of the first end and a region of the second end are arranged in the axial plane.
  • a partial overlap of the longitudinal sections may occur, for example, when the wrap is slightly axially distorted or deformed.
  • the invention has the advantage that in this way the coupling can be made more compact than in the prior art.
  • the ends of a known wrap spring are in fact axially offset, so that wrap spring clutches have a comparatively large axial extent. In the proposed solution, the ends are not axially offset and can thus lead to more compact designs.
  • Compact clutches according to the invention have a broad field of application and can be used in particular when narrow, light clutches are advantageous, as in the case of vehicles, i. in motor vehicles, bicycles or other vehicles.
  • the coupling element and the counter-coupling element are rotatably coupled. This can be achieved, for example, when the wrap is drawn and forms a frictional connection with the coupling element.
  • the longitudinal sections In order to create particularly compact couplings, it can be provided in one embodiment of the coupling that the longitudinal sections completely overlap, thus forming the same longitudinal section. The ends then have the same axial width. Clutches can be even more compact if there is a longitudinal section which is covered by the loop over its entire circulation.
  • This longitudinal section does not necessarily comprise the entire axial width of the loop.
  • the wrap around preferably covers the same longitudinal section over its entire circulation. Then the wrap is not distorted or deformed axially.
  • the circulation can also be more than 360 °.
  • the coupling element is a rotational body. This does not mean that the coupling element has to be rotationally symmetrical in detail. Rather, it is sufficient that the contact surface in friction with the counter-coupling element has a uniform curvature in the azimuthal direction.
  • the coupling element is designed as a hub or shaft, has a hub or shaft or can be connected to a shaft or connectable.
  • the coupling element may also be a hollow body such as a hollow shaft.
  • the coupling is self-locking.
  • the wrap is drawn when the coupling element rotates in one direction. Self-locking occurs when a frictional connection then arises. The wrap, however, dissolves when the coupling element rotates in the other direction. Then the clutch is designed as a freewheel. It can be provided that one of the two ends of the loop is mechanically connected or connected to a load, while the other end is free or is internally in frictional contact with the coupling element.
  • the counter-coupling element has an actuating element, with which the coupling between a coupled state and a disengaged state can be switched.
  • the engaged state is characterized in that in this state a torque transmission can take place, while such a transmission is omitted in a disengaged state.
  • the torque is transmitted upon actuation of the actuating element. This is particularly preferably done by pulling the wrap around.
  • a torque transmission is alternatively or additionally terminated upon actuation of the actuating element. This is particularly preferably done by opening the loop.
  • the actuation can be mechanical and / or electromechanical.
  • the actuating element may be formed, for example, of the first end.
  • the actuating element may alternatively or additionally be formed at another point of the counter-coupling element.
  • the second end may form an actuator.
  • An electromechanical actuation can take place, for example, by means of one or more piezoactuators. These are preferred in the Wrap-around integrated that with the piezo actuators, the effective length of the wrap is changeable, so that the wrap can open and / or tighten.
  • the second end forms a means for transmitting power.
  • a means may be, for example, a pin, a tooth or a toothing.
  • the second end forms a means for transmitting power from a shaft or to a shaft, which is to be referred to here for delimitation from the already mentioned shaft as a power transmission shaft.
  • the aforementioned pin, tooth or toothing may be a suitable means for this purpose.
  • the wrap is more than 360 °.
  • the wrap is formed spirally.
  • the radius of the looping changes as they circulate.
  • means for reducing friction are introduced into a self-overlapping interspace of the loop.
  • Such a means may for example be a roller cage.
  • the coupling element and the counter-coupling element form a contact surface, wherein the contact surface has a recess and / or a bulge.
  • the contact surface can therefore also have more than one indentation or bulge. If the coupling element and the counter-coupling element move relative to one another, frictional forces arise at the contact surface. Thus, thereby a coupling effect can be achieved.
  • the recess and / or bulge are elongated, preferably in Circulation direction, for example in the form of an elongated recess such as a groove or an elongated bulge. Such a bulge can also be called a lead.
  • the elongated recess with a groove in clearance fit. It may be particularly advantageous if the groove is formed in the circumferential direction as a keyway or a portion of such a keyway.
  • the shape of the contact surface can in particular be chosen so that a frictional action is set or increased. This can be done for example by changing a wedge angle of a keyway and / or a wedge-shaped elongated projection.
  • an inner portion of the wrap has a surface with increased friction.
  • the inner portion may for example be formed by a friction loop which is connected to the wedge loop forming the rest of the wrap.
  • the inner portion of the wrap has a bias. If, for example, a friction loop is pretensioned, then in particular an actuation-free freewheel can be realized.
  • the coupling has a shaft rotatably connected to the coupling element, for example the previously mentioned shaft, that the coupling has a mechanically connected to the shaft converter, the rotational movement of the shaft in a pivoting movement of a swivel, having and that the swivel is mechanically connected to the actuating element of the coupling.
  • Such embodiments have a variety of interesting applications. So can with the converter with the expenditure of little force, a movement at the coupling output, in particular at the second end of the loop, can be specified.
  • the coupling can thus fulfill the purpose of a power amplifier, wherein the amplified force is transmitted by a rotational movement converted into a pivoting movement.
  • Such an implementation does not necessarily require the use of a coupling according to the invention. Rather, it can also be used a clutch, which is formed as be described be to implement a rotational movement in a pivoting movement. This can be achieved with a wrap spring clutch.
  • a coupling which according to the invention, in particular as described above and / or according to one of the directed to a coupling protection claims, formed, however, may be advantageous, for example, if it takes advantage of a smaller space.
  • the coupling with a converter described above can also be performed in duplicate.
  • the converters can be combined to form a changing device, with which a rotational movement of the shaft in a phase-shifted, preferably alternating and / or offset by half a phase, pivoting movement of corresponding cam disks is implemented or implemented.
  • the doubly executed clutch belongs to two versions of a doubled gear stage.
  • the clutch can be used, for example, to create a load-bearing working pivoting on the input side in a continuously variable transmission.
  • the changing device only provides the complete pivoting movement and simultaneously actuates the coupling. In this case, the swinging device is relieved to a large extent during working swing.
  • the coupling which is an actuating element
  • the coupling has a rotatably connected to the counter-coupling element shaft, for example, the previously mentioned shaft, that a mechanically connected to the shaft converter is formed, which converts a rotational movement of the shaft in a pivoting movement of a cam that the coupling element is non-rotatably connected to the cam and that means are formed which synchronize the actuation of the coupling with the pivoting movement.
  • the means may be coupled with the pivoting movement. But are also possible embodiments in which the means are not coupled with the pivoting movement.
  • the coupling is made double, wherein the two converters can be combined to form a changing device.
  • FIG. 4 shows a coupling according to the invention
  • FIG. 12 another alternative fiction, contemporary coupling, 13 to 16 show an embodiment of a changing device
  • FIG. 22 shows a counter-coupling element of a further alternative coupling according to the invention
  • Coupling with a rotational movement in an alternating pivotal movement can be implemented.
  • FIG. 1 shows the coupling 1 in a side view
  • Fig. 4 shows the same coupling 1 in a perspective view
  • Fig. 2 shows a sectional view of the coupling 1, wherein the Coupling 1 at the sectional plane A - A is cut open, as indicated in Fig. 1.
  • Fig. 3 is a section of the sectional view shown in Fig. 2 shown enlarged.
  • the coupling 1 has a coupling element 3 and a counter-coupling element 5, wherein the coupling element 3 comprises a turntable 33 and wherein the counter-coupling element 5 comprises a wraparound formed as a wedge loop 7, which almost completely surrounds the coupling element 3.
  • the coupling element 3 is integral and thus rotatably connected to a shaft 31. With the shaft 31, the coupling element 3 can be set in rotary motion when the coupling element 3 assumes the function of a torque input. On the other hand, if the coupling element 3 assumes the function of a torque output, a torque is removed via the shaft 31 in the engaged state. Here, the coupling element 3 rotates about the rotation axis 13. Also, the counter-coupling element 5 can rotate about the rotation axis 13.
  • the wrap 7 has a first end 9 and a second end 11.
  • the second end 11 forms a tooth and thus a means 21 for transmitting power from or to a power transmission shaft.
  • the first end 9 is formed as a tooth.
  • the first end 9 is functionally an actuator 19 and thus forms such. Namely, if a force is exerted on the actuating element 19 in such a manner that the actuating element 19 is moved in the direction of the force transmission means 21, the looping 7 contracts, so that a frictional engagement between the coupling element 3 and the counter-coupling element 5 results. In this case, the clutch 1 is in a engaged state, in which a power transmission is possible.
  • the clutch 1 is in a disengaged state and thus is not activated.
  • the power transmission means 21 can also serve as an actuating element 19, since an application of force to this can lead to a tightening or opening of the wrap 7.
  • the two ends 9, 11 as well as the entire wrap 7 have a finite width. They therefore each cover a longitudinal section 15, 16 of the axis of rotation 13 which can also be referred to as axial section. Due to the fact that the wrap 7 has a constant width and is not distorted helically, the longitudinal section 16 covered by the first end 9 completely overlaps the longitudinal section 15 covered by the second end 11. Thus, there is a longitudinal section 17 which surrounds the longitudinal section 17 Longitudinal sections 15 and 16 corresponds and is covered by the wrap 7 over its entire course. A partial overlap of the longitudinal sections 15, 16 may remain, if in an alternative embodiment, the wrap 7 is only slightly distorted or deformed axially.
  • a contact surface 27 is formed between the coupling element 3 and the counter-coupling element 5, acting on the frictional forces between the coupling element 3 and the counter-coupling element 5.
  • the contact surface 27 is uneven.
  • the coupling element 3 on the surface of a wedge-shaped notch, which is partially filled by the wrap 7.
  • the wrap 7 does not form multiple turns, but only nearly a single turn, resulting in that the friction between the coupling element 3 and the wrap 7 can be reduced.
  • coupling element 3 and wrap 7 have a wedge shape.
  • the clutch 1 is very narrow and therefore, for example, can be used well for a bicycle transmission. Because the wrap 7 only has one turn, it only needs small ways to engage or disengage. For this reason, a small clearance between the coupling element 3 and the counter-coupling element 5 may be permissible in order to avoid drag friction.
  • the coupling 1 can be used for a variety of applications.
  • the coupling 1 can be used to implement a voltage applied to the shaft 31 rotational movement in a pivoting movement.
  • the second end 11 can be set in a pivoting movement.
  • the second end 11 can provide a force output, so that an element connected to the second end 11, such as, for example, a spiral cam disc (see also the cam discs 35, 36 in FIGS. 17 to 19) of a continuously variable transmission, can be set into a pivoting movement ,
  • the coupling 1 may have a converter, which converts a rotary movement of the shaft 31 into a pivoting movement of a swivel. If the swivel is then connected to an actuating element 19 of the coupling 1, this results in that the wrap 7 is pulled in on a forward pivoting of the swivel and thus the second end 11 is entrained by the rotational movement of the shaft 31. In a reverse pivoting of the swivel then loops the wrap 7, so that the second end 11 is brought back to its original position due to the connection of the actuating element 19 with the turntable.
  • the clutch 1 with Conversion is performed twice, with both versions lead to a shifted by half a phase pivoting movement.
  • the converters 131, 132 may also be combined into a changing device 133.
  • FIGS. 13 to 16 An embodiment of such a changing device 133 is shown, for example, in FIGS. 13 to 16. For better understanding, further components of the changing device 133 are successively displayed with increasing figure number. FIGS. 13 to 16 will be described together below.
  • the changing device 133 has an input shaft 137, which is identical to the shaft 31 in the embodiment of a coupling 1 described here, on.
  • a first Verschwenkin 138 and a second Verschwenkefficiency 139 are fixed on the input shaft 137.
  • the similarly or in other embodiments identically designed Verschwenkin 138, 139 have a 120 "symmetry, wherein the disc radius is variable in angle with a maximum and a minimum.
  • the two Verschwenkusionn 138 and 139 are rotated by 60 ° from each other, so that they are operated in phase opposition to rotation of the input shaft 137.
  • the radius of the first pivot disc 138 falls to a minimum
  • the radius of the second pivot disc 139 falls to a maximum and vice versa.
  • the Verschwenkin 138, 139 may also be formed so that a maximum of a Verschwenkin 138, 139 is not at the same time to a minimum of the other Verschwenkassociated 139, 138 falls.
  • a maximum of a Verschwenkin 138, 139 is not at the same time to a minimum of the other Verschwenkassociated 139, 138 falls.
  • This may have the advantage that the duration of the forward pivot may differ from the duration of the return pivot, so that at a double version of a gear stage enough time remains that the power transmission can be taken over by the other version of the gear stage.
  • the first roller lever 140 has a first roller 141, a second roller 142 and a third roller 143. Since in the embodiment described here, the two roller lever 140, 144 are identical, also the second roller lever 144 has a total of three rollers, of which in the figures, only the second roller 145 and the third roller 146 is visible.
  • the first roller 141 and the second roller 142, 145 is forcibly controlled by the Verschwenkin 138, 139, respectively. Due to the antiphase arrangement of Verschwenkin 138, 139 and their 120 "symmetry and by the 180 ° to each other twisted arrangement of the roller lever 40, 44, the roller lever 140, 144 also move in opposite phases.
  • the second roller 142, 145 respectively drives a cam 109, 149.
  • the second roller 142 of the first roller lever 140 drives the already mentioned above cam 109.
  • the second roller 145 of the second roller lever 144 drives in the embodiment described here, the above-mentioned cam 149.
  • the last-mentioned cam 149 is formed identically in the embodiment described here as the corresponding cam 109th
  • the roller lever 140, 144 is set into a pivoting movement when the pivot discs 138, 139 rotate.
  • This pivoting movement is on the cams 109, 149 implemented, which is increased because of an oblique engagement of the second roller 142, 145 in a recess 176 of the cam 109, 149 in the implementation of the pivoting angle.
  • the respective third roller 143, 146 is recessed on both sides in a housing 147 rotatably mounted receiving discs 148, to one side in the first receiving disc 148, to the other side in a not shown, identically formed second receiving disc.
  • the third roller 143 of the first roller lever 140 and the third roller 146 of the second roller lever 144 offset by 180 ° in the respective receiving disc 148 is inserted.
  • the changing device 133 thus leads to a shifted by half a phase pivotal movement of the cams 109, 149.
  • a cam 109 connected to an actuator 19 of a first embodiment of the clutch 1 and the other cam 149 with the actuator 19 of a second embodiment of the coupling 1
  • the two second ends 11 of the two embodiments of the coupling 1 perform a pivoting movement offset by half a phase.
  • spiral-shaped or circular cam disks see also FIGS. 17 to 19 and the cam disks 35 shown there, 36
  • FIG. 17 to 19 an alternative, possibly more suitable embodiment in a perspective view (Fig. 17), exploded view (Fig. 18) and shown only partially shown components (Fig. 19), in which with a double clutch 1 a Rotary movement of a shaft 31 in an alternating pivotal movement of spiral cams 35, 36 is implemented.
  • the double executed couplings 1 to a changing device 133 which is designed similar to that described above.
  • This changing device 133 is connected to the shaft 31 and thus provides an alternating pivoting movement.
  • the coupling element 3 and the counter-coupling element 5 are each formed similarly as shown in FIGS. 1 to 4 and described above.
  • the spiral cams 109, 149 are replaced by differently shaped pivots 110, 150.
  • actuating element 19 is actuated alternately.
  • the actuation of the actuating element 19 is effected by a laterally projecting from the respective pivot 110, 150 pin 37 which engages in a recess 39 of the actuating element 19.
  • the changing device 133 is therefore a combination of two converters 131, 132.
  • a single converter 131 132 is needed as For example, in the above-described coupling 1 with a single converter, it can be constructed analogous to the changing device 133. In this case, only those components of the changing device 133 are needed, which are needed to perform a pivoting movement of one of the two cams 109, 149 or other swivel 110, 150.
  • a converter could essentially comprise the components which form the converter 131 or the converter 132 according to FIGS. 13 to 16 or FIGS. 17 to 19.
  • FIG. 5 to 8 show a further exemplary embodiment of a coupling 1 according to the invention in a side view (FIG. 5), a perspective view (FIG. 6) in a frontal section (FIG. 7) and an axial section (FIG. 8).
  • This coupling 1 also has a coupling element 3 which comprises a turntable 33 and is connected in a rotationally fixed manner to a shaft 31, which coupling element is looped around by a counter-coupling element 5.
  • the wrap 7 throughout the circulation has a constant width and fills a longitudinal section 15, 16, 17 of the axis of rotation.
  • the wrap 7 is more than 360 °. This results in the formation of a self-overlapping gap 23 of the wrap 7.
  • a roller cage is inserted, which constitutes a means 25 for reducing friction, which arises when the outer, second end 11 of the wrap 7 relative to the inner, first End 9 of the wrap 7 is twisted.
  • the second end 11 of the wrap 7 has a toothing, so that a means 21 is formed by the toothing for power transmission.
  • the wrap 7 has an actuator 19 which is not formed by the first end 9 of the wrap. Also, the second end 11 may form an actuating element 19.
  • the clutch 1 is self-locking and load-free according to the set drag torque against the reverse direction rotatable. Depending on the configuration, however, it may also not be designed to be self-locking and to be releasable under load. This depends on the selected wedge angle and the wrap angle of the roller cage. In contrast to a conventional sprag or roller freewheel occur in this coupling 1 significantly lower forces. Therefore, this design can also be made much easier.
  • the drag torque is adjustable in that the wrap 7 has an undersize with respect to the coupling element 3. Due to the wedge shape and the additional roller-bearing part wrap, safe self-locking occurs even with a low drag torque.
  • the clutch 1 does not perform the function of a releasable freewheel. But even then, the clutch 1 can be used for different applications. For example, if the wrap 7 to be rotated relative to the coupling element 3 to the right, so can be exercised at the second end 11 of the wrap 7 a force to the right, causing the wrap 7 opens and thereby the frictional engagement is released. In this case, the second end 11 forms as an actuating element 19.
  • FIGS. 9 to 12 show a further exemplary embodiment of a coupling 1 according to the invention in side view (FIG. 9), perspective view (FIG. 10) in axial section (FIG. 11) and frontal section (FIG. 12).
  • This coupling 1 has a number of similarities with the coupling 1 described in FIGS. 5 to 8, so that reference should be made to the above description with regard to these similarities.
  • the coupling 1 shown in FIGS. 9 to 12 also has differences.
  • no explicit actuating element 19 is provided, in particular, on the coupling 1, wherein here too the second end 11 can act as an actuating element 19.
  • the wedge is cut deeper in the coupling element 3.
  • another turn of the wrap 7 is inserted, wherein it is at this inner portion 29 of the wrap 7 is a friction loop, which is attached to the inner end of a wedge loop forming remainder of the wrap 7.
  • the friction loop rests with slight bias on the coupling element 3 and thus generates sufficient friction in the reverse direction to close the loop 7.
  • the friction loop opens and can then be moved with little friction compared to a conventional freewheel.
  • the coupling 1 shown in FIGS. 9 to 12 is thus one Overrunning clutch, which is characterized by a low drag friction and at the same time has a low weight and a small width.
  • the coupling 1 shown in FIG. 9 to FIG. 12 can be used, for example, in a gearbox output at which a continuous rotary movement is to be generated from two alternating pivoting movements.
  • FIG. 20 shows a counter-coupling element 5 of a further exemplary embodiment of a coupling 1 according to the invention, which is a variant of the coupling 1 shown in FIGS. 5 to 8.
  • An actuation of the clutch 1 is not exclusively purely mechanically triggered, but also electrically.
  • a plurality of actuating elements 19 are provided, which are designed as piezo actuators. By applying a voltage formed as a piezo actuators actuators 19 change their length in the direction of rotation, so that with them the wrap 7 is zuzugbar and / or openable.
  • FIG. 21 shows a counter-coupling element 5 of a further exemplary embodiment of a coupling 1 according to the invention, which is a further variant of the coupling 1 shown in FIGS. 5 to 8.
  • the clutch 1 is operable by changing the position of the operating member 19 in the radial direction.
  • the actuating element 19 comprises a foot 41 fixed to the loop 7, an arm 43 having a rotatable roller 49, and a pin 45 projecting laterally from the leg 41, which is partially guided by the loop 7 and therefore shown partially in dashed lines is.
  • the end 47 of the pin 45 touches the first end 9 of the wrap 7.
  • the arm 43 through By the action of a radial force moves radially inwardly, the pin 45 is pressed by the foot 41 on the first end 9 of the wrap 7. As a result, the wrap 7 is opened.
  • the end 47 of the pin 45 may be secured to the first end 9 of the wrap 7. Then, depending on the radial position of the arm 43, the clutch 1 can be engaged or disengaged.
  • FIG. 22 shows a counter-coupling element 5 of a further exemplary embodiment of a coupling 1 according to the invention, which is a further variant of the coupling 1 shown in FIGS. 5 to 8.
  • the counter-coupling element 5 consists of two counter-coupling elements 5 according to FIG. 21, which are adjacent to each other with the direction of rotation reversed.
  • FIGS. 23 to 27 show a further exemplary embodiment of a coupling 1 according to the invention, which has similarities with the double-type coupling 1 shown in FIGS. 17 to 19, but also significant differences. For better understanding, further components of the clutch 1 are successively shown with increasing figure number. FIGS. 23 to 27 will be described together below.
  • the coupling 1 shown in FIGS. 23 to 27 is a double-type coupling 1, with which a rotational movement can be converted into an alternating pivoting movement.
  • the clutch 1 has a changeover device 133 formed from two converters 131, 132, which is driven by a rotating shaft 31 and which two in the present embodiment circular cam plates 35, 36 offset in mutually alternating pivoting movements. With the cams 35, 36 is in each case a rotatably mounted on the shaft 31 mounted coupling element 3 rotatably connected.
  • the counter-coupling element 5 is formed as shown in Fig. 22 and described above.
  • the rollers 49 of the actuating element 19 of the counter-coupling element 5 roll on a running surface 51, which is formed on the inside of a spatially fixed to the housing 147 connected ring 53 from. Due to a bias of the wrap 7, the rollers 49 are pressed against the tread 51.
  • the inner radius of the tread 51 is not constant during its circulation. Apart from transition areas, the inner surface 51 has two different radii in its circulation, wherein the inner surface 51 has a 120 0 symmetry. This has the effect that, in one revolution, the clutch 1 is actuated once every 120 ° and is released again in this angular interval.
  • the second end 11 of the counter-coupling element 5 is forcibly controlled by the shaft 31 via the connecting plate 55 rotatably connected to the shaft 31 and performs the same rotational movement as the shaft 31.
  • the variation of the inner radius of the tread 51 is now selected so that the actuation of the clutch 1 is synchronized with the pivoting movement of the cams 35, 36.
  • the clutch 1 In a loaded working swing the clutch 1 is engaged. In the unloaded return pivot the clutch 1 is disengaged. The disengagement is required, otherwise a return swivel could not occur.
  • the engagement causes the changing device 133 is relieved, since the power flow is then directed primarily via the coupling element 3 on the cams 35, 36.
  • the clutch for implementing a Used rotary motion in a pivoting movement is also in this last-described embodiment, the clutch for implementing a Used rotary motion in a pivoting movement.
  • a coupling 1 in which a coupling element 3 is at least partially circulated by a loop 7, is constructed such that a first end 9 and a second end 11 of the loop 7 longitudinal sections 15, 16 of a rotation axis 13 of the

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Abstract

Es wird vorgeschlagen, dass eine Kupplung (1), bei der ein Kupplungselement (3) zumindest teilweise von einer Umschlingung (7) umlaufen wird, so konstruiert wird, dass ein erstes Ende (9) und ein zweites Ende (11) der Umschlingung (7) Längsabschnitte (15, 16) einer Drehachse (13) des Kupplungselemente (3) überdecken, die sich zumindest teilweise überschneiden.

Description

Kupplung und Verwendung einer Kupplung
Die Erfindung betrifft eine Kupplung zur Übertragung eines Drehmoments. Die Kupplung weist ein Kupplungselement und ein mit diesem koppelbaren Gegenkupplungselement auf. Das Kupplungselement ist um eine Drehachse rotierbar. Um diese Drehachse ist auch das Gegenkupplungselement rotierbar. Das Gegenkupplungselement weist eine das Kupplungselement zumindest teilweise umlaufende Umschlingung mit einem ersten Ende und einem zweiten Ende auf. Derartige Schlingfederkupplungen sind bekannt, wobei nach dem Stand der Technik die Schlingfeder schraubenförmig um das als Welle ausgebildete Kupplungselement gewickelt ist. Bei solchen bekannten Kupplungen ist die Umschlingung somit in axialer Richtung mehrfach um das Kupplungselement gewickelt.
Die Erfindung betrifft ferner die Verwendung einer solchen Kupplung .
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Gebrauchseigenschaften und die Verwendbarkeit einer solchen Kupplung zu verbessern.
Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung die Merkmale von Anspruch 1 vor. Insbesondere wird somit erfindungsgemäß bei einer Kupplung der eingangs beschriebenen Art zur Lösung der genannten Aufgabe vorgeschlagen, dass das erste Ende und das zweite Ende Längsabschnitte der Drehachse überdecken, die sich zumindest teilweise überschneiden . Die Längsabschnitte können auch als Axialabschnitte bezeichnet werden. Von dem ersten Ende wird somit ein erster Längsabschnitt der Drehachse und von dem zweiten Ende ein zweiter Längsabschnitt der Drehachse abgedeckt. Dabei gibt es zumindest eine Teilüberdeckung zwischen dem ersten und dem zweiten Längsabschnitt .
Es kann somit auch gesagt werden, dass das Kupplungselement senkrecht zu seiner Drehachse eine axiale Ebene definiert und dass ein Bereich des ersten Endes und ein Bereich des zweiten Endes in der axialen Ebene angeordnet sind.
Ferner kann somit auch gesagt werden, dass es einen Längsabschnitt in Richtung der Drehachse, also in axialer Richtung, gibt, der sowohl von dem ersten Ende als auch von dem zweiten Ende überdeckt wird.
Eine teilweise Überschneidung der Längsabschnitte kann beispielsweise auftreten, wenn die Umschlingung geringfügig axial verzerrt oder verformt ist.
Die Erfindung hat beispielsweise den Vorteil, dass hierdurch die Kupplung kompakter gebaut werden kann als nach dem Stand der Technik. Die Enden einer bekannten Schlingfeder sind nämlich axial versetzt, so dass Schlingfederkupplungen eine vergleichsweise große axiale Ausdehnung haben. Bei der vorgeschlagenen Lösung sind die Enden nicht axial versetzt und können somit zu kompakteren Ausgestaltungen führen. Erfindungsgemäße kompakte Kupplungen haben ein breites Anwendungsfeld und können insbesondere dann zum Einsatz kommen, wenn schmale, leichte Kupplungen von Vorteil sind wie beispielsweise bei Fahrzeugen, d.h. bei Kraftfahrzeugen, Fahrrädern oder sonstigen Fahrzeugen.
Bevorzugt sind das Kupplungselement und das Gegenkupplungselement drehfest koppelbar. Dies kann beispielsweise erreicht werden, wenn die Umschlingung zugezogen ist und mit dem Kupplungselement einen Reibschluss bildet .
Um besonders kompakte Kupplungen zu schaffen, kann bei einer Ausgestaltung der Kupplung vorgesehen sein, dass sich die Längsabschnitte vollständig überschneiden, somit den gleichen Längsabschnitt bilden. Die Enden weisen dann die gleiche axiale Breite auf. Noch kompakter können Kupplungen sein, wenn es einen Längsabschnitt gibt, der von der Umschlingung über deren gesamten Umlauf überdeckt wird. Dieser Längsabschnitt muss nicht notwendigerweise die gesamte axiale Breite der Umschlingung umfassen. Bevorzugt deckt allerdings die Umschlingung über deren gesamten Umlauf den gleichen Längsabschnitt ab. Dann ist die Umschlingung axial nicht verzerrt oder verformt. Der Umlauf kann hierbei je nach Ausgestaltung der Umschlingung auch mehr als 360° betragen.
Um die Reibung zwischen dem Kupplungselement und dem Gegenkupplungselement möglichst gleichmäßig zu verteilen, kann es vorteilhaft sein, wenn das Kupplungselement ein Rotationskörper ist. Damit ist nicht gemeint, dass das Kupplungselement im Detail rotationssymmetrisch zu sein hat. Es genügt vielmehr, dass die mit dem Gegenkupplungselement in Reibung stehende Kontaktfläche in azimutaler Richtung eine gleichmäßige Krümmung aufweist. Bevorzugt ist das Kupplungselement als Drehscheibe oder Welle ausgebildet, weist eine Drehscheibe oder Welle auf oder kann mit einer Welle verbunden oder verbindbar sein. Das Kupplungselement kann auch ein Hohlkörper wie beispielsweise eine Hohlwelle sein .
Eine Vielzahl von Anwendungen werden ermöglicht, wenn die Kupplung selbsthemmend ausgebildet ist. Hierzu kann vorgesehen sein, dass die Umschlingung zugezogen wird, wenn das Kupplungselement in eine Richtung rotiert. Selbsthemmung tritt ein, wenn dann ein Reibschluss entsteht. Die Umschlingung löst sich hingegen, wenn das Kupplungselement in die andere Richtung rotiert. Dann ist die Kupplung als Freilauf konstruiert. Hierbei kann vorgesehen sein, dass eines der beiden Enden der Umschlingung mit einer Last mechanisch verbindbar oder verbunden ist, während das andere Ende frei ist oder innenseitig mit dem Kupplungselement in Reibkontakt steht.
Um die Einsatzmöglichkeiten der Kupplung weiter zu verbessern, kann bei einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen sein, dass das Gegenkupplungselement ein Betätigungselement aufweist, mit dem die Kupplung zwischen einem eingekuppelten Zustand und einem ausgekuppelten Zustand umschaltbar ist. Hierbei ist der eingekuppelte Zustand dadurch charakterisiert, dass in diesem Zustand eine Drehmomentübertragung erfolgen kann, während eine solche Übertragung in einem ausgekuppelten Zustand unterbleibt. Bevorzugt wird bei Betätigung des Betätigungselements das Drehmoment übertragen. Besonders bevorzugt erfolgt dies dadurch, dass die Umschlingung zugezogen wird. In einer anderen bevorzugten Varianten wird alternativ oder zusätzlich bei einer Betätigung des Betätigungselements eine Drehmomentübertragung beendet. Dies erfolgt besonders bevorzugt, indem die Umschlingung geöffnet wird. Die Betätigung kann mechanisch und/oder elektromechanisch erfolgen. Um möglichst wenig Kraft zur Betätigung aufwenden zu müssen, kann das Betätigungselement beispielsweise von dem ersten Ende gebildet sein. Das Betätigungselement kann alternativ oder zusätzlich an einer anderen Stelle des Gegenkupplungselements ausgebildet sein. Auch das zweite Ende kann ein Betätigungselement bilden. Eine elektromechanisch Betätigung kann beispielsweise mittels eines oder mehrerer Piezo-Aktuatoren erfolgen. Diese sind bevorzugt so in die Umschlingung integriert, dass mit den Piezo-Aktuatoren die effektive Länge der Umschlingung änderbar ist, so dass sich die Umschlingung öffnen und/oder zuziehen kann.
Zur Schaffung einer möglichst effektiven Kupplung kann es ferner vorteilhaft sein, wenn alternativ oder zusätzlich das zweite Ende ein Mittel zur Kraftübertragung bildet. Ein solches Mittel kann beispielsweise ein Zapfen, ein Zahn oder eine Verzahnung sein. Bevorzugt bildet das zweite Ende ein Mittel zur Kraftübertragung von einer Welle oder auf eine Welle, welche hier zur Abgrenzung gegenüber der bereits erwähnten Welle als Kraftübertragungswelle bezeichnet werden soll. Der zuvor erwähnte Zapfen, Zahn oder Verzahnung kann hierfür ein geeignetes Mittel sein.
Um zu erreichen, dass die Kupplung möglichst zuverlässig und gegebenenfalls auch mit wenig Kraftaufwand aktiviert werden kann, kann vorgesehen sein, dass die Umschlingung mehr als 360° beträgt. Bevorzugt ist die Umschlingung spiralförmig ausgebildet. Hierbei verändert sich der Radius der Umschlingung bei deren Umlauf. Es kann vorteilhaft sein, wenn in einen selbstüberlappenden Zwischenraum der Umschlingung Mittel zur Verringerung von Reibung eingebracht sind. Ein solches Mittel kann beispielsweise ein Rollenkäfig sein.
Zur Verbesserung der Kupplungswirkung kann vorgesehen sein, dass das Kupplungselement und das Gegenkupplungselement eine Kontaktfläche bilden, wobei die Kontaktfläche eine Einbuchtung und/oder eine Ausbuchtung hat. Die Kontaktfläche kann daher auch mehr als eine Ein- oder Ausbuchtung haben. Bewegen sich das Kupplungselement und das Gegenkupplungselement relativ zueinander, entstehen an der Kontaktfläche Reibungskräfte. Somit ist hierdurch eine Kupplungswirkung erreichbar. Bevorzugt sind ist die Ein und/oder Ausbuchtung länglich ausgebildet, vorzugsweise in Umlaufrichtung, beispielsweise in Form einer länglichen Vertiefung wie einer Nut oder einer länglichen Ausbuchtung. Eine solche Ausbuchtung kann auch als Vorsprung bezeichnet werden. Bevorzugt steht die längliche Ausbuchtung mit einer Nut in Spielpassung. Besonders vorteilhaft kann es sein, wenn die Nut in Umlaufrichtung als Keilnut oder eines Abschnitts einer solchen Keilnut ausgebildet ist. Die Form der Kontaktfläche kann insbesondere so gewählt sein, dass eine Reibwirkung eingestellt oder erhöht wird. Dies kann beispielsweise durch Veränderung eines Keilwinkels einer Keilnut und/oder eines keilförmigen länglichen Vorsprungs geschehen .
Zur Verbesserung der Kupplungswirkung kann alternativ oder zusätzlich vorgesehen sein, dass ein innen liegender Abschnitt der Umschlingung eine Oberfläche mit erhöhter Reibfähigkeit aufweist. Der innen liegende Abschnitt kann beispielsweise von einer Reibschlinge gebildet sein, die mit dem eine Keilschlinge bildenden Rest der Umschlingung verbunden ist. Alternativ oder zugleich weist der innen liegende Abschnitt der Umschlingung eine Vorspannung auf. Wird beispielsweise eine Reibschlinge vorgespannt, so ist hierdurch insbesondere ein betätigungsfreier Freilauf realisierbar .
Bei Ausgestaltungen der Kupplung, die ein Betätigungselement aufweisen, kann vorgesehen sein, dass die Kupplung eine mit dem Kupplungselement drehfest verbundene Welle, beispielsweise die bereits zuvor erwähnte Welle, aufweist, dass die Kupplung einen mit der Welle mechanisch verbundenen Umsetzer, der eine Drehbewegung der Welle in eine Schwenkbewegung eines Schwenkers umwandelt, aufweist und dass der Schwenker mechanisch mit dem Betätigungselement der Kupplung verbunden ist. Solche Ausgestaltungen haben eine Vielzahl interessanter Anwendungen. So kann mit dem Umsetzer unter Aufwendung von wenig Kraft eine Bewegung am Kupplungsausgang, insbesondere am zweiten Ende der Umschlingung, vorgegeben werden. Die Kupplung kann somit den Zweck eines Kraftverstärkers erfüllen, wobei die verstärkte Kraft von einer in eine Schwenkbewegung umgesetzten Drehbewegung übermittelt wird.
Eine solche Umsetzung setzt nicht zwingend die Verwendung einer erfindungsgemäßen Kupplung voraus. Es kann vielmehr auch eine Kupplung verwendet werden, welche wie eingangs be schrieben ausgebildet ist, um eine Drehbewegung in eine Schwenkbewegung umzusetzen. Dies ist mit einer Schlingfeder kupplung erreichbar. Die Verwendung einer Kupplung, welche erfindungsgemäß, insbesondere wie zuvor beschrieben und/oder nach einem der auf eine Kupplung gerichteten Schutzansprüche, ausgebildet ist, kann jedoch vorteilhaft sein, beispielsweise wenn sie einen kleineren Bauraum ausnutzt.
Die zuvor beschriebene Kupplung mit einem Umsetzer kann auch doppelt ausgeführt sein. Die Umsetzer können dabei zu einer Wechselvorrichtung kombiniert sein, mit der eine Drehbewegung der Welle in eine phasenversetzte, vorzugsweise alternierende und/oder um eine halbe Phase versetzte, Schwenkbewegung von sich korrespondierenden Kurvenscheiben umsetzbar ist oder umgesetzt wird. Bevorzugt gehört die doppelt ausführte Kupplung zu zwei Ausführungen einer doppelt ausgeführten Getriebestufe. In diesem Fall kann die Kupplung beispielsweise verwendet werden, um eingangsseitig bei einem stufenlosen Getriebe eine belastbare Arbeitsschwenkbewegung zu schaffen. Die Wechselvorrichtung gibt lediglich die komplette Schwenkbewegung vor und betätigt gleichzeitig die Kupplung. Dabei wird beim Arbeitsschwenk die Wechselvorrichtung zu einem großen Teil entlastet.
Bei Ausgestaltungen der Kupplung, die ein Betätigungselement aufweisen, kann ferner vorgesehen sein, dass die Kupplung eine mit dem Gegenkupplungselement drehfest verbundene Welle, beispielsweise die bereits zuvor erwähnte Welle, aufweist, dass ein mit der Welle mechanisch verbundener Umsetzer ausgebildet ist, der eine Drehbewegung der Welle in eine Schwenkbewegung einer Kurvenscheibe umwandelt, dass das Kupplungselement drehfest mit der Kurvenscheibe verbunden ist und dass Mittel ausgebildet sind, die die Betätigung der Kupplung mit der Schwenkbewegung synchronisieren. Die Mittel können mit der Schwenkbewegung gekoppelt sein. Möglich sind aber auch Ausgestaltungen, bei denen die Mittel nicht mit der Schwenkbewegung gekoppelt sind. Bevorzugt ist die Kupplung doppelt ausgeführt, wobei die beiden Umsetzer zu einer Wechselvorrichtung kombiniert sein können. Auch diese Ausgestaltungen haben den Vorteil, dass bei einem Arbeitsschwenk der Umsetzer oder die Wechselvorrichtung zu einem großen Teil entlastet werden kann.
Die Erfindung wird nun anhand einiger weniger Ausführungsbeispiele näher beschrieben, ist jedoch nicht auf diese wenigen Ausführungsbeispiele beschränkt. Weitere Ausführungsbeispiele ergeben sich durch Kombination der Merkmale einzelner oder mehrerer Schutzansprüche untereinander und/oder mit einzelnen oder mehreren Merkmalen der Ausführungsbeispiele.
Es zeigt:
Fig. 1 bis Fig. 4 eine erfindungsgemäße Kupplung,
Fig. 5 bis Fig. 8 eine alternative erfindungsgemäße
Kupplung,
Fig. 9 bis Fig. 12 eine weitere alternative erfindungs gemäße Kupplung, Fig. 13 bis Fig 16 eine Ausführung einer Wechsel- Vorrichtung,
Fig. 17 bis Fig 19 eine doppelt ausgeführte Kupplung mit der eine Drehbewegung in eine alternierende Schwenkbewegung umsetzbar ist ,
Fig. 20 ein Gegenkupplungselement einer alternativen erfindungsgemäße Kupplung,
Fig. 21 ein Gegenkupplungselement einer weiteren alternativen erfindungsgemäße Kupplung,
Fig. 22 ein Gegenkupplungselement einer weiteren alternativen erfindungsgemäßen Kupplung,
Fig. 23 bis Fig. 27 eine weitere doppelt ausgeführte
Kupplung mit der eine Drehbewegung in eine alternierende Schwenkbewegung umsetzbar ist.
Bei der nachfolgenden Beschreibung verschiedener Ausführungs beispiele der Erfindung erhalten in ihrer Funktion überein stimmende Elemente auch bei abweichender Gestaltung oder Formgebung übereinstimmende Bezugszahlen.
Fig. 1 bis Fig. 4 zeigen ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Kupplung 1. Fig. 1 zeigt die Kupplung 1 in Seitenansicht, Fig. 4 zeigt dieselbe Kupplung 1 in perspektivischer Ansicht, Fig. 2 stellt eine Schnittansicht der Kupplung 1 dar, wobei die Kupplung 1 an der Schnittebene A - A aufgeschnitten ist, wie in Fig. 1 angedeutet. In Fig. 3 ist ein Ausschnitt der in Fig. 2 gezeigten Schnittdarstellung vergrößert dargestellt.
Die Kupplung 1 weist ein Kupplungselement 3 und ein Gegenkupplungselement 5 auf, wobei das Kupplungselement 3 eine Drehscheibe 33 umfasst und wobei das Gegenkupplungselement 5 eine als Keilschlinge ausgebildete Umschlingung 7 umfasst, welche das Kupplungselement 3 nahezu vollständig umläuft. Das Kupplungselement 3 ist einstückig und somit drehfest mit einer Welle 31 verbunden. Mit der Welle 31 kann das Kupplungselement 3 in Drehbewegung versetzt werden, wenn das Kupplungselement 3 die Funktion eines Drehmomenteingangs übernimmt. Übernimmt hingegen das Kupplungselement 3 die Funktion eines Drehmomentausgangs , so wird in eingekuppeltem Zustand ein Drehmoment über die Welle 31 abgeführt. Hierbei rotiert das Kupplungselement 3 um die Drehachse 13. Auch das Gegenkupplungselement 5 kann um die Drehachse 13 rotieren.
Die Umschlingung 7 hat ein erstes Ende 9 und ein zweites Ende 11. Das zweite Ende 11 bildet einen Zahn und somit ein Mittel 21 zur Kraftübertragung von oder auf eine Kraftübertragungswelle. Auch das erste Ende 9 ist als Zahn ausgebildet. Das erste Ende 9 ist seiner Funktion nach ein Betätigungselement 19 und bildet somit ein solches. Wird nämlich an dem Betätigungselement 19 eine Kraft in der Weise ausgeübt, dass das Betätigungselement 19 in Richtung des Kraftübertragungsmittels 21 bewegt wird, so zieht sich die Umschlingung 7 zu, so dass sich ein Reibschluss zwischen dem Kupplungselement 3 und dem Gegenkupplungselement 5 ergibt. In diesem Fall befindet sich die Kupplung 1 in einem eingekuppeltem Zustand, in dem eine Kraftübertragung möglich ist. Wird hingegen das Betätigungselement 19 in die andere Richtung bewegt oder wirkt für den Fall nicht ausreichender Vorspannung auf dieses keine Kraft, so gibt es keinen Reibschluss zwischen der Umschlingung 7 und dem Kupplungselement 3, so dass keine Kraftübertragung möglich ist. In diesem Fall befindet sich die Kupplung 1 in einem ausgekuppelten Zustand und ist somit nicht aktiviert. Auch das Kraftübertragungsmittel 21 kann zugleich als Betätigungselement 19 dienen, da eine Kraftausübung auf dieses zu einem Zuziehen oder Öffnen der Umschlingung 7 führen kann.
Die beiden Enden 9, 11 wie auch die gesamte Umschlingung 7 haben eine endliche Breite. Sie überdecken daher jeweils einen Längsabschnitt 15, 16 der Drehachse 13 der auch als Axialabschnitt bezeichnet werden kann. Aufgrund der Tatsache, dass die Umschlingung 7 eine konstante Breite aufweist und nicht schraubenförmig verzerrt ist, überschneidet sich der von dem ersten Ende 9 überdeckte Längsabschnitt 16 vollständig mit dem von dem zweiten Ende 11 abgedeckten Längsabschnitt 15. Somit gibt es einen Längsabschnitt 17, der den Längsabschnitten 15 und 16 entspricht und der von der Umschlingung 7 über deren gesamten Verlauf überdeckt wird. Eine teilweise Überschneidung der Längsabschnitte 15, 16 kann verbleiben, wenn bei einem alternativen Ausführungsbeispiel die Umschlingung 7 lediglich geringfügig axial verzerrt oder verformt ist .
Wie besonders gut aus Fig. 3 ersichtlich, ist zwischen dem Kupplungselement 3 und dem Gegenkupplungselement 5 eine Kontaktfläche 27 ausgebildet, an der Reibkräfte zwischen dem Kupplungselement 3 und dem Gegenkupplungselement 5 wirken. Die Kontaktfläche 27 ist uneben ausgebildet. So weist das Kupplungselement 3 an dessen Oberfläche eine keilförmige Einkerbung auf, welche teilweise von der Umschlingung 7 ausgefüllt ist.
Die Umschlingung 7 bildet nicht mehrere Windungen, sondern lediglich nahezu eine einzige Windung, was dazu führt, dass die Reibung zwischen dem Kupplungselement 3 und der Umschlingung 7 reduziert sein kann. Zur Kompensation weisen Kupplungselement 3 und Umschlingung 7 eine Keilform auf. Die Kupplung 1 ist sehr schmal und ist daher beispielsweise gut für ein Fahrradgetriebe einsetzbar. Weil die Umschlingung 7 nur eine Windung hat, benötigt sie nur kleine Wege für das Ein- oder Auskuppeln. Aus diesem Grund kann ein kleines Spiel zwischen dem Kupplungselement 3 und dem Gegenkupplungselement 5 zulässig sein, um Schleppreibung zu vermeiden.
Die Kupplung 1 kann für eine Vielzahl von Anwendungen verwendet werden. Insbesondere kann die Kupplung 1 zur Umsetzung einer an der Welle 31 anliegenden Drehbewegung in eine Schwenkbewegung verwendet werden. Hierbei kann insbesondere das zweite Ende 11 in eine Schwenkbewegung versetzt werden. Das zweite Ende 11 kann dabei einen Kraftausgang bereitstellen, so dass ein mit dem zweiten Ende 11 verbundenes Element wie beispielsweise eine spiralförmige Kurvenscheibe (vgl. auch die Kurvenscheiben 35, 36 in Fig. 17 bis 19) eines stufenlosen Getriebes in eine Schwenkbewegung versetzt werden kann.
Hierzu kann die Kupplung 1 einen Umsetzer aufweisen, der eine Drehbewegung der Welle 31 in eine Schwenkbewegung eines Schwenkers umwandelt. Ist der Schwenker dann mit einem Betätigungselement 19 der Kupplung 1 verbunden, so führt dies dazu, dass bei einem Vorwärtsschwenk des Schwenkers die Umschlingung 7 zugezogen wird und somit das zweite Ende 11 von der Drehbewegung der Welle 31 mitgenommen wird. Bei einem Rückwärtsschwenk des Schwenkers löst sich sodann die Umschlingung 7, so dass das zweite Ende 11 infolge der Verbindung des Betätigungselements 19 mit der Drehscheibe in seine Ausgangslage zurückgeholt wird.
Besonders vorteilhaft kann es sein, wenn die Kupplung 1 mit Umsetzer doppelt ausgeführt ist, wobei beide Ausführungen zu einer um eine halbe Phase verschobenen Schwenkbewegung führen. Hierzu können die Umsetzer 131, 132 auch zu einer Wechselvorrichtung 133 kombiniert sein.
Eine Ausführung einer solchen Wechselvorrichtung 133 ist beispielsweise in Fig. 13 bis Fig. 16 abgebildet. Zum besseren Verständnis sind mit aufsteigender Abbildungsziffer sukzessive weitere Komponenten der Wechselvorrichtung 133 dargestellt. Fig. 13 bis Fig. 16 werden im Folgenden gemeinsam beschrieben.
Die Wechselvorrichtung 133 weist eine Eingangswelle 137, welche in dem hier beschriebenen Ausführungsbeispiel einer Kupplung 1 mit der Welle 31 identisch ist, auf. An der Eingangswelle 137 sind eine erste Verschwenkscheibe 138 und eine zweite Verschwenkscheibe 139 fixiert. Die ähnlich oder in anderen Ausführungsbeispielen identisch ausgebildeten Verschwenkscheiben 138, 139 weisen eine 120“-Symmetrie auf, wobei der Scheibenradius im Winkel veränderlich ist mit einem Maximum und einem Minimum. Die beiden Verschwenkscheiben 138 und 139 sind um 60° gegeneinander verdreht, so dass sie bei Drehung der Eingangswelle 137 gegenphasig betrieben werden. Wenn der Radius der ersten Verschwenkscheibe 138 auf ein Minimum fällt, fällt der Radius der zweiten Verschwenkscheibe 139 auf ein Maximum und umgekehrt. Die Verschwenkscheiben 138, 139 können auch so ausgebildet sein, dass ein Maximum der einen Verschwenkscheibe 138, 139 nicht zugleich auf ein Minimum der anderen Verschwenkscheibe 139, 138 fällt. So kann bei entsprechender Ausbildung der Außenkontur der Verschwenkscheiben 138, 139 entlang einer Drehrichtung der Winkel von einem Minimum zu einem Maximum größer sein als der Winkel von einem Maximum zu einem Minimum. Dies kann den Vorteil haben, dass sich die Dauer des Vorwärtsschwenks von der Dauer des Rückschwenks unterscheiden kann, so dass bei einer doppelten Ausführung einer Getriebestufe genug Zeit verbleibt, dass die Kraftübertragung von der jeweils anderen Ausführung der Getriebestufe übernommen werden kann.
Mit der ersten Verschwenkscheibe 138 stehen um 180° gegeneinander verdrehte Rollenhebel 140, 144 in Wirkverbindung. Gleiches gilt für die zweite Verschenkscheibe 139. Der erste Rollenhebel 140 weist eine erste Laufrolle 141, eine zweite Laufrolle 142 und eine dritte Laufrolle 143 auf. Da in dem hier beschriebenen Ausführungsbeispiel die beiden Rollenhebel 140, 144 identisch ausgebildet sind, hat auch der zweite Rollenhebel 144 insgesamt drei Laufrollen, von denen in den Abbildungen lediglich die zweite Laufrolle 145 und die dritte Laufrolle 146 sichtbar ist.
Die erste Laufrolle 141 und die zweite Laufrolle 142, 145 wird jeweils von den Verschwenkscheiben 138, 139 zwangsgesteuert. Durch die gegenphasige Anordnung der Verschwenkscheiben 138, 139 und deren 120“-Symmetrie sowie durch die um 180° gegeneinander verdrehten Anordnung der Rollenhebel 40, 44 bewegen sich die Rollenhebel 140, 144 ebenfalls gegenphasig. Die zweite Laufrolle 142, 145 treibt jeweils eine Kurvenscheibe 109, 149 an. Im hier gezeigten Ausführungsbeispiel treibt die zweite Laufrolle 142 des ersten Rollenhebels 140 die bereits oben angesprochene Kurvenscheibe 109 an. Die zweite Laufrolle 145 des zweiten Rollenhebels 144 treibt in dem hier beschriebenen Ausführungsbeispiel die bereits oben angesprochene Kurvenscheibe 149 an. Die zuletzt genannte Kurvenscheibe 149 ist in dem hier beschriebenen Ausführungsbeispiel identisch ausgebildet wie die korrespondierende Kurvenscheibe 109.
Zur Antreibung der Kurvenscheibe 109, 149 wird bei Rotation der Verschwenkscheiben 138, 139 der Rollenhebel 140, 144 in eine Schwenkbewegung versetzt. Diese Schwenkbewegung wird auf die Kurvenscheiben 109, 149 umgesetzt, wobei wegen eines schräg verlaufenden Eingriffs der zweiten Laufrolle 142, 145 in eine Aussparung 176 der Kurvenscheibe 109, 149 bei der Umsetzung der Verschwenkwinkel vergrößert wird.
Die jeweils dritte Laufrolle 143, 146 ist zu beiden Seiten in in einem Gehäuse 147 drehbar gelagerten Aufnahmescheiben 148 eingelassen, zu einer Seite in die erste Aufnahmescheibe 148, zu der anderen Seite in eine nicht abgebildete, identisch ausgebildete zweite Aufnahmescheibe. Dabei ist die dritte Laufrolle 143 des ersten Rollenhebels 140 und die dritte Laufrolle 146 des zweiten Rollenhebels 144 um 180° versetzt in die jeweilige Aufnahmescheibe 148 eingelassen.
Die resultierende gegenphasige Bewegung der beiden Rollenhebel 140, 144 bewirkt eine um eine halbe Phase versetzte Bewegung der korrespondierenden Kurvenscheiben 109, 149. Die beiden Kurvenscheiben 109, 149 schwenken daher bei Drehen der Eingangswelle 137 hin und her, jeweils alternierend und um eine halbe Phase versetzt. Zu einer identischen, lediglich um eine halbe Phase versetzten Schwenkbewegung trägt bei, dass die einzelnen Komponenten der Wechselvorrichtung 133 doppelt und identisch ausgeführt sind.
Die Wechselvorrichtung 133 führt somit zu einer um eine halbe Phase verschobenen Schwenkbewegung der Kurvenscheiben 109, 149. Wird nun die eine Kurvenscheibe 109 mit einem Betätigungselement 19 einer ersten Ausführung der Kupplung 1 verbunden und die andere Kurvenscheibe 149 mit dem Betätigungselement 19 einer zweiten Ausführung der Kupplung 1, so führen die beiden zweiten Enden 11 der beiden Ausführungen der Kupplung 1 eine um eine halbe Phase versetzte Schwenkbewegung aus. Werden nun beispielsweise spiralförmige oder kreisförmige Kurvenscheiben (vgl. auch Fig. 17 bis Fig. 19 und die dort gezeigten Kurvenscheiben 35, 36) mit den zweiten Enden 11 verbunden, so können diese ein um eine halbe Phase versetzte Schwenkbewegung ausführen, was beispielsweise bei der Konstruktion eines stufenlosen Getriebes Verwendung finden kann.
In Fig. 17 bis 19 ist ein alternatives, möglicherweise geeigneteres Ausführungsbeispiel in perspektivischer Ansicht (Fig. 17), Explosionsdarstellung (Fig. 18) und mit nur teilweise dargestellten Komponenten (Fig. 19) gezeigt, bei dem mit einer doppelt ausgeführte Kupplung 1 eine Drehbewegung einer Welle 31 in eine alternierende Schwenkbewegung von spiralförmigen Kurvenscheiben 35, 36 umgesetzt wird. Hierzu weisen die doppelte ausgeführten Kupplungen 1 eine Wechselvorrichtung 133 auf, welche ähnlich ausgebildet ist wie zuvor beschrieben. Diese Wechselvorrichtung 133 ist mit der Welle 31 verbunden und gibt so eine alternierende Schwenkbewegung vor. Das Kupplungselement 3 und das Gegenkupplungselement 5 sind jeweils ähnlich ausgebildet wie in Fig. 1 bis Fig. 4 gezeigt und weiter oben beschrieben. Anders als in dem zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiel sind die spiralförmigen Kurvenscheiben 109, 149 ersetzt durch anders geformte Schwenker 110, 150. Andere Ausgestaltungen sind denkbar, wie beispielsweise ein Gegenzahn, der einen Zahn drehfest aufnehmen kann. Ausreichend ist, dass das Betätigungselement 19 alternierend betätigbar ist. In dem in Fig. 17 bis 19 gezeigten Ausführungsbeispiel erfolgt die Betätigung des Betätigungselements 19 durch einen seitlich von dem jeweiligen Schwenker 110, 150 abragenden Zapfen 37, der in eine Ausnehmung 39 des Betätigungselements 19 eingreift.
Die Wechselvorrichtung 133 ist daher eine Kombination aus zwei Umsetzern 131, 132.
Wird nur ein einzelner Umsetzer 131 132 benötigt wie beispielsweise bei der oben beschriebenen Kupplung 1 mit einem einzelnen Umsetzer, so kann dieser analog zu der Wechselvorrichtung 133 konstruiert sein. Hierbei werden lediglich diejenigen Komponenten der Wechselvorrichtung 133 benötigt, die zur Ausführung einer Schwenkbewegung einer der beiden Kurvenscheiben 109, 149 oder anderer Schwenker 110, 150 benötigt werden. Ein solcher Umsetzer könnte daher beispielsweise im Wesentlichen die Komponenten aufweisen, welche den Umsetzer 131 oder den Umsetzer 132 gemäß den Fig. 13 bis 16 oder Fig. 17 bis 19 bilden.
Die oben beschriebene Kupplung 1 mit einem einzelnen Umsetzer oder bei doppelter Ausführung mit Wechselvorrichtung 133 kann auch mittels der als nächstes beschriebenen Ausführung einer erfindungsgemäßen Kupplung 1 realisiert werden oder mit jeder anderen, welche ein Betätigungselement 19 aufweist.
Fig. 5 bis Fig. 8 zeigen ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Kupplung 1 in Seitenansicht (Fig. 5), perspektivische Ansicht (Fig. 6) im Frontalschnitt (Fig. 7) und Axialschnitt (Fig. 8) . Auch diese Kupplung 1 weist ein eine Drehscheibe 33 umfassendes und mit einer Welle 31 drehfest verbundenes Kupplungselement 3 auf, welches von einem Gegenkupplungselement 5 umschlungen ist. Auch hier hat die Umschlingung 7 im gesamten Umlauf eine konstante Breite und füllt einen Längsabschnitt 15, 16, 17 der Drehachse aus.
Im Unterschied zu dem in Fig. 1 bis Fig. 4 gezeigten Ausführungsbeispiel beträgt die Umschlingung 7 mehr als 360°. So kommt es zur Bildung eines selbstüberlappenden Zwischenraums 23 der Umschlingung 7. In diesem Zwischenraum 23 ist ein Rollenkäfig eingelegt, welcher ein Mittel 25 zur Verringerung von Reibung darstellt, welche entsteht, wenn das äußere, zweite Ende 11 der Umschlingung 7 gegenüber dem inneren, ersten Ende 9 der Umschlingung 7 verdreht wird. Das zweite Ende 11 der Umschlingung 7 weist eine Verzahnung auf, so dass durch die Verzahnung ein Mittel 21 zur Kraftübertragung gebildet ist. Die Umschlingung 7 hat ein Betätigungselement 19, welches nicht durch das erste Ende 9 der Umschlingung gebildet ist. Auch das zweite Ende 11 kann ein Betätigungselements 19 bilden.
Die Kupplung 1 ist selbsthemmend und lastfrei entsprechend dem eingestellten Schleppmoment entgegen der Sperrrichtung drehbar. Je nach Ausgestaltung kann sie aber auch nicht selbsthemmend ausgebildet sein und unter Last lösbar sein. Dies hängt vom gewählten Keilwinkel und dem Umschlingungswinkel des Rollenkäfigs ab. Im Gegensatz zu einem herkömmlichen Klemmkörper oder Rollenfreilauf treten bei dieser Kupplung 1 deutlich geringere Kräfte auf. Deshalb kann diese Ausführung auch deutlich leichter ausgeführt werden .
Soll die Kupplung 1 die Funktion eines lösbaren Freilaufs ausführen, so ist ein bestimmtes Schleppmoment erwünscht. Das Schleppmoment ist dadurch einstellbar, dass die Umschlingung 7 ein Untermaß gegenüber dem Kupplungselement 3 aufweist. Durch die Keilform und die zusätzliche rollengelagerte Teilumschlingung tritt schon bei einem geringen Schleppmoment eine sichere Selbsthemmung auf.
Bei anderer Auslegung des Keilwinkels führt die Kupplung 1 nicht die Funktion eines lösbaren Freilaufs aus. Doch auch dann kann die Kupplung 1 für unterschiedliche Anwendungen genutzt werden. Soll beispielsweise die Umschlingung 7 relativ zum Kupplungselement 3 nach rechts verdreht werden, so kann an dem zweiten Ende 11 der Umschlingung 7 eine Kraft nach rechts ausgeübt werden, wodurch sich die Umschlingung 7 öffnet und hierdurch der Reibschluss aufgehoben wird. In diesem Fall bildet das zweite Ende 11 als Betätigungselement 19. Soll hingegen die Umschlingung 7 nach links verdreht werden, so kann an dem eigentlichen Betätigungselement 19 eine Kraft nach links ausgeübt werden, so dass sich auch in diesem Fall die Umschlingung 7 öffnet, wodurch eine Verdrehung des Gegenkupplungselements 5 und dem Kupplungselement 3 ermöglicht wird.
Fig. 9 bis Fig. 12 zeigen ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Kupplung 1 in Seitenansicht (Fig. 9), perspektivische Ansicht (Fig. 10) im Axialschnitt (Fig. 11) und Frontalschnitt (Fig. 12) . Diese Kupplung 1 weist eine Reihe von Ähnlichkeiten mit der in Fig. 5 bis Fig. 8 beschriebene Kupplung 1 auf, so dass bezüglich dieser Ähnlichkeiten auf die obige Beschreibung verwiesen werden soll .
Allerdings weist die in Fig. 9 bis Fig. 12 gezeigte Kupplung 1 auch Unterschiede auf. So ist insbesondere an der Kupplung 1 kein explizites Betätigungselement 19 vorgesehen, wobei auch hier das zweite Ende 11 als Betätigungselement 19 fungieren kann. Weiter ist der Keil in dem Kupplungselement 3 tiefer eingeschnitten. In dem tiefer eingeschnitteneren Bereich ist eine weitere Windung der Umschlingung 7 eingelegt, wobei es sich bei diesem innen liegenden Abschnitt 29 der Umschlingung 7 um eine Reibschlinge handelt, welche an dem inneren Ende des eine Keilschlinge bildenden Restes der Umschlingung 7 angebracht ist. Die Reibschlinge liegt dabei mit leichter Vorspannung auf dem Kupplungselement 3 auf und erzeugt somit in Sperrrichtung genügend Reibung, um die Umschlingung 7 zu schließen. In entgegengesetzter Richtung öffnet sich die Reibschlinge und kann dann, verglichen mit einem herkömmlichen Freilauf, mit geringer Reibung verschoben werden .
Die in Fig. 9 bis Fig. 12 gezeigte Kupplung 1 ist somit eine Freilaufkupplung, welche sich durch eine geringe Schleppreibung auszeichnet und zugleich ein geringes Gewicht und eine geringe Breite aufweist. Die in Fig. 9 bis Fig. 12 gezeigte Kupplung 1 kann beispielsweise bei einem Getriebeausgang eingesetzt werden, an dem aus zwei alternierenden Schwenkbewegungen eine kontinuierliche Drehbewegung erzeugt werden soll.
Fig. 20 zeigt ein Gegenkupplungselement 5 eines weiteren Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Kupplung 1, bei dem es um eine Variante der in Fig. 5 bis Fig. 8 abgebildeten Kupplung 1 handelt. Eine Betätigung der Kupplung 1 ist nicht ausschließlich rein mechanisch auslösbar, sondern auch elektrisch. Hierzu sind eine Mehrzahl von Betätigungselementen 19 vorgesehen, die als Piezo-Aktuatoren ausgebildet sind. Durch Anlegen einer Spannung können die als Piezo-Aktuatoren ausgebildeten Betätigungselemente 19 ihre Länge in Umlaufrichtung verändern, so dass mit ihnen die Umschlingung 7 zuziehbar und/oder öffenbar ist.
Fig. 21 zeigt ein Gegenkupplungselements 5 eines weiteren Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Kupplung 1, bei dem es sich um eine weitere Variante der in Fig. 5 bis 8 gezeigten Kupplung 1 handelt. Anders als in bei dem in Fig. 5 bis 8 gezeigten Ausführungsbeispiel ist bei dem in Fig. 21 dargestellten Ausführungsbeispiel die Kupplung 1 betätigbar, indem die Lage des Betätigungselements 19 in radialer Richtung verändert wird. In dem konkret gezeigten Ausführungsbeispiel umfasst das Betätigungselement 19 einen an der Umschlingung 7 befestigten Fuß 41, einen eine drehbare Rolle 49 aufweisenden Arm 43 und einen von dem Fuß 41 seitlich abragenden Stift 45, welcher teilweise durch die Umschlingung 7 geführt ist und daher teilweise gestrichelt dargestellt ist. Das Ende 47 des Stiftes 45 berührt das erste Ende 9 der Umschlingung 7. Wird nun der Arm 43 durch Einwirkung einer Radialkraft radial nach innen bewegt, wird der Stift 45 durch den Fuß 41 auf das erste Ende 9 der Umschlingung 7 gedrückt. Dadurch wird die Umschlingung 7 geöffnet. In einem alternativen Ausführungsbeispiel kann das Ende 47 des Stifts 45 mit dem ersten Ende 9 der Umschlingung 7 befestigt sein. Dann kann je nach radialer Lage des Arms 43 die Kupplung 1 eingekuppelt oder ausgekuppelt sein.
Fig. 22 zeigt ein Gegenkupplungselements 5 eines weiteren Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Kupplung 1, bei dem es sich um eine weitere Variante der in Fig. 5 bis 8 gezeigten Kupplung 1 handelt. Das Gegenkupplungselement 5 besteht aus zwei Gegenkupplungselementen 5 gemäß Fig. 21, welche mit umgekehrten Umlaufsinn nebeneinander sind.
Fig. 23 bis Fig. 27 zeigen ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Kupplung 1, welche Gemeinsamkeiten mit der in Fig. 17 bis 19 gezeigten doppelt ausgeführten Kupplung 1 aufweist, jedoch auch signifikante Unterschiede. Zum besseren Verständnis sind mit aufsteigender Abbildungsziffer sukzessive weitere Komponenten der Kupplung 1 dargestellt. Fig. 23 bis Fig. 27 werden im Folgenden gemeinsam beschrieben.
Bei der in Fig. 23 bis Fig. 27 gezeigten Kupplung 1 handelt es sich um eine doppelt ausgeführte Kupplung 1, mit der eine Drehbewegung in eine alternierende Schwenkbewegung umsetzbar ist .
Die Kupplung 1 weist eine aus zwei Umsetzern 131, 132 gebildete Wechselvorrichtung 133 auf, welche angetrieben wird von einer sich rotierenden Welle 31 und welche zwei im vorliegenden Ausführungsbeispiel kreisförmig ausgebildete Kurvenscheiben 35, 36 in zueinander alternierende Schwenkbewegungen versetzt. Mit den Kurvenscheiben 35, 36 ist jeweils ein rotierbar auf der Welle 31 gelagertes Kupplungselement 3 drehfest verbunden. Das Gegenkupplungselement 5 ist ausgebildet wie in Fig. 22 gezeigt und oben beschrieben. Die Rollen 49 des Betätigungselement 19 des Gegenkupplungselements 5 rollen an einer Lauffläche 51, die innenseitig an einem raumfest mit dem Gehäuse 147 verbundenen Ring 53 ausgebildet ist, ab. Aufgrund einer Vorspannung der Umschlingung 7 werden die Rollen 49 gegen die Lauffläche 51 gedrückt. Alternativ könnte dies auch durch Mittel bewirkt werden, die bei dem Betätigungselement 19 eine Federkraft verursachen. Der Innenradius der Lauffläche 51 ist bei ihrem Umlauf nicht konstant. Abgesehen von Übergangsbereichen, hat die Innenfläche 51 bei ihrem Umlauf zwei unterschiedliche Radien, wobei die Innenfläche 51 eine 1200 -Symmetrie aufweist. Dies bewirkt, dass bei einem Umlauf die Kupplung 1 alle 120° einmal betätigt wird und in diesem Winkelintervall auch wieder gelöst wird. Das zweite Ende 11 des Gegenkupplungselements 5 ist von der Welle 31 über die mit der Welle 31 drehfest vebundene Verbindungsscheibe 55 zwangsgesteuert und führt die gleiche Rotationsbewegung aus wie die Welle 31.
Die Variation des Innenradius der Lauffläche 51 ist nun so gewählt, dass die Betätigung der Kupplung 1 mit der Schwenkbewegung der Kurvenscheiben 35, 36 synchronisiert ist. Bei einem belasteten Arbeitsschwenk ist die Kupplung 1 eingekuppelt. Bei dem unbelasteten Rückschwenk ist die Kupplung 1 ausgekuppelt. Die Auskupplung ist erforderlich, da andernfalls ein Rückschwenk nicht erfolgen könnte. Die Einkupplung bewirkt, dass die Wechselvorrichtung 133 entlastet wird, da der Kraftfluss dann in erster Linie über das Kupplungselement 3 auf die Kurvenscheiben 35, 36 geleitet wird. Auch in diesem zuletzt beschriebenen Ausführungsbeispiel wird die Kupplung zur Umsetzung einer Drehbewegung in eine Schwenkbewegung verwendet.
Zusammenfassend wird vorgeschlagen, dass eine Kupplung 1, bei der ein Kupplungselement 3 zumindest teilweise von einer Umschlingung 7 umlaufen wird, so konstruiert wird, dass ein erstes Ende 9 und ein zweites Ende 11 der Umschlingung 7 Längsabschnitte 15, 16 einer Drehachse 13 des
Kupplungselements 3 überdecken, die sich zumindest teilweise überschneiden .
Bezugszeichenliste
I Kupplung
3 Kupplungselement
5 Gegenkupplungselement
7 Umschlingung
9 erstes Ende von 7
II zweites Ende von 7
13 Drehachse
15 Längsabschnitt von 13
16 weiterer Längsabschnitt von 13
17 weiterer Längsabschnitt von 13
19 Betätigungselement
21 Mittel zur Kraftübertragung
23 Zwischenraum von 7
25 Mittel zur Verringerung von Reibung
27 Kontaktfläche
29 Abschnitt von 7
31 Welle
33 Drehscheibe
35 Kurvenscheibe
36 weitere Kurvenscheibe
37 Zapfen
39 Ausnehmung von 19
41 Fuß
43 Arm
45 Stift
47 Ende von 45
49 Rolle
51 Lauffläche
53 Ring
55 Verbindungsscheibe
108 Scheibe
109 weitere Kurvenscheibe
110 Schwenker 131 Umsetzer
132 weiterer Umsetzer
133 Wechselvorrichtung
137 Eingangswelle
138 erste Verschwenkscheibe
139 zweite Verschwenkscheibe
140 erster Rollenhebel
141 erste Laufrolle von 40
142 zweite Laufrolle von 40
143 dritte Laufrolle von 40
144 zweiter Rollenhebel
145 zweite Laufrolle von 44
146 dritte Laufrolle von 44
147 Gehäuse
148 erste Aufnahmescheibe
149 weitere Kurvenscheibe
150 weiterer Schwenker
176 Aussparung

Claims

Ansprüche
1. Kupplung (1) zur Übertragung eines Drehmoments, mit einem Kupplungselement (3) und einem mit diesem koppelbaren Gegenkupplungselement (5), welche um eine Drehachse (13) rotierbar sind, wobei das Gegenkupplungselement (5) eine das Kupplungselement (3) zumindest teilweise umlaufende Umschlingung (7) mit einem ersten Ende (9) und einem zweiten Ende (11) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Ende (9) und das zweite Ende (11) Längsabschnitte (15, 16) der Drehachse (13) überdecken, die sich zumindest teilweise überschneiden .
2. Kupplung (1) nach dem vorangehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Längsabschnitte (15, 16) vollständig überschneiden und/oder dass es einen Längsabschnitt (15, 16, 17) gibt, der von der
Umschlingung (7) über deren gesamten Umlauf überdeckt wird, insbesondere wobei die Umschlingung (7) über deren gesamten Umlauf den gleichen Längsabschnitt (15, 16, 17) abdeckt .
3. Kupplung (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kupplungselement (3) ein Rotationskörper, insbesondere wobei der
Rotationskörper eine Drehscheibe (33) oder Welle (31,
137) aufweist oder bildet.
4. Kupplung (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplung selbsthemmend ausgebildet ist.
5. Kupplung (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gegenkupplungselement (5) ein Betätigungselement (19) aufweist, mit dem die Kupplung (1) zwischen einem eingekuppelten Zustand und einem ausgekuppelten Zustand umschaltbar ist, insbesondere wobei bei Betätigung des
Betätigungselements (19) das Drehmoment übertragen wird, indem die Umschlingung (7) zugezogen wird oder eine Drehmomentübertragung beendet wird, indem die Umschlingung (7) geöffnet wird, und/oder dass das zweite Ende (11) ein Mittel (21) zur Kraftübertragung, insbesondere von oder auf eine Kraftübertragungswelle, bildet, insbesondere wobei das Mittel (21) zur Kraftübertragung ein Zapfen, ein Zahn oder eine Verzahnung ist.
6. Kupplung (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Umschlingung (7) mehr als 360° beträgt, insbesondere wobei in einen selbstüberlappenden Zwischenraum (23) der Umschlingung (7) Mittel (25) zur Verringerung von Reibung eingebracht sind .
7. Kupplung (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kupplungselement (3) und das Gegenkupplungselement (5) zur Bereitstellung einer Reibung eine Kontaktfläche (27) bilden, wobei die Kontaktfläche (27) eine Einbuchtung und/oder Ausbuchtung hat .
8. Kupplung (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein innen liegender
Abschnitt (29) der Umschlingung (7) eine Oberfläche mit erhöhter Reibfähigkeit aufweist und/oder eine
Vorspannung aufweist.
9. Kupplung (1) nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplung (1) die oder eine mit dem Kupplungselement (3) drehtest verbundene Welle (31, 137) aufweist, dass die Kupplung (1) einen mit der Welle (31, 137) mechanisch verbundenen Umsetzer (131, 132), der eine Drehbewegung der Welle (31, 137) in eine Schwenkbewegung eines Schwenkers (110, 150) umwandelt, aufweist und dass der Schwenker (110, 150) mechanisch mit dem Betätigungselement (19) der Kupplung (1) verbunden ist.
10. Kupplung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplung (1) die oder eine mit dem Gegenkupplungselement (5) drehtest verbundene Welle (31, 137) aufweist, dass ein mit der Welle (31, 137) mechanisch verbundener Umsetzer (131, 132) ausgebildet ist, der eine Drehbewegung der Welle (31, 137) in eine
Schwenkbewegung einer Kurvenscheibe (35, 36) umwandelt, dass das Kupplungselement (3) drehtest mit der
Kurvenscheibe (35, 36) verbunden ist und dass Mittel ausgebildet sind, die die Betätigung der Kupplung (1) mit der Schwenkbewegung synchronisieren.
11. Verwendung einer Kupplung (1) nach dem Oberbegriff von Anspruch 1 zur Umsetzung einer Drehbewegung in eine Schwenkbewegung, insbesondere wobei die Kupplung (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche ausgebildet ist.
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