CH591644A5

CH591644A5 - Friction operating freewheel coupling - has cage with resilient drive members in pockets with ramp faces along periphery

Info

Publication number: CH591644A5
Application number: CH1528075A
Authority: CH
Original assignee: Magnetic Elektromotoren Ag
Priority date: 1975-11-25
Filing date: 1975-11-25
Publication date: 1977-09-30

Description

Die Erfindung betrifft eine Freilaufkupplung mit einem Aussenteil und einem Innenteil, die relativ zueinander verdrehbar sind, sowie mit einer zwischen Aussen- und Innenteil angeordneten, in einer Drehrichtung selbsttätig mitnehmenden und in der anderen Drehrichtung unwirksamen Kupplungsvorrichtung.

Es sind Freilaufkupplungen dieser Art bekannt, bei denen zwischen Innen- und Aussenteil in einer Richtung auf Schrägflächen auflaufende Mitnehmer eine Kupplungsverbindung zwischen Innenteil und Aussenteil herstellen, während die Mitnehmer in der anderen Drehrichtung freigeben. Die Freilaufkupplung kann je nach Anwendungsfall in der einen Drehrichtung als Antriebsverbindung oder als Bremse wirken.

Bestehen die Mitnehmer, wie üblich, aus einem vergleichsweise starren Material wie Stahl. so greift die Freilaufkupplung bei Drehung im Kupplungssinne verhältnismässig hart, um nicht zu sagen stossartig.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Feilaufkupplung der eingangs beschriebenen Art so auszugestalten, dass ein weiches und dennoch sicheres Greifen bei einer Drehung im Kupplungssinne erzielt ist.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist gemäss der Erfindung vorgesehen, dass die Kupplungsvorrichtung einen nach Art eines Federringes geschlitzten Käfig umfasst, der an seinem Umfang Taschen mit Schrägflächen zur Aufnahme von nachgiebigen Mitnehmern aufweist, wobei die kleinste radiale Tiefe der Taschen kleiner als der Durchmesser der unverformten Mitnehmer ist.

Bei der Freilaufkupplung nach der Erfindung laufen bei einer Relativdrehung zwischen Innenteil und Aussenteil im Kupplungssinne zunächst die nachgiebigen Mitnehmer auf die Schrägflächen auf und werden dabei verformt. Hierdurch üben sie eine radiale Druckkraft auf den unabhängig vom Innen- und Aussenteil beweglichen Käfig aus, der diese radiale Druckkraft auf das Innen- bzw. Aussenteil überträgt. Bei der Erfindung wird die Mitnahmekraft also gemeinsam durch den Verformungswiderstand der Mitnehmer und den Federwiderstand des Käfigs aufgebracht. Hierdurchist ein weiches Greifen der Kupplung sichergestellt. Ein weiterer wichtiger Vorteil ist.

dass aufgrund der beschriebenen Aufteilung der Mitnahmekraft die Mitnehmer vor allzu grosser Reibung und damit einem unerwünscht hohen Verschleiss verschont bleiben.

In der einen Drehrichtung, in welcher die Mitnehmer nicht wirksam werden, kann sich der Käfig frei drehen. Dies kann nach den Feststellungen der Anmelderin zu unerwünschten Geräuschen führen, wenn der Käfig mit Laufspiel auf bzw. in dem angetriebenen Teil sitzt und deshalb durch Reibung mitgenommen wird. Um hier eine Abhilfe zu schaffen, kann bei einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ein Anschlag in dem nicht angetriebenen Teil, beispielsweise im festgehaltenen Aussenteil. vorgesehen sein, der mit einer Anschlagfläche am Käfig zusammenwirken kann, um das Umlaufen des Käfigs in der Freilaufdrehrichtung zu vermeiden.

Die Erfindung ist im folgenden anhand schematischer Zeichnungen an einem Ausführungsbeispiel mit weiteren Einzelheiten näher erläutert. Die einzige Figur zeigt eine Ansicht einer als Bremse verwendeten Freilaufkupplunggemäss der Erfindung.

Die gezeigte Freilaufkupplung hat einen festgehaltenen Aussenring 1, der starr mit einem Tragarm 2 verbunden ist, welcher seinerseits über ein Abstützelement 3 an einer Tragsäule 4 abgestützt ist. Koaxial mit dem Aussenring ist eine antreibbare Welle 5 angeordnet, die über einen selbsthemmungsfreien Antrieb (nicht gezeigt) entgegen dem Uhrzeigersinn (Freilauf-Drehrichtung) antreibbar ist. Von der Belastungsseite her ist die Welle jedoch auch mit einem Moment im Uhrzeigersinn beaufschlagbar. Auf der Welle sitzt mit Laufspiel ein Käfig in Gestalt eines Federringes 6, der bei 7 geschlitzt ist. Der Federring 6 hat an seinem äusseren Umfang Taschen 8 mit Schrägflächen 9 an ihrem Grund. Diese Schrägflächen 9 vertiefen sich zur Welle 5 hin im Uhrzeigersinn. In Umfangsrichtung symmetrisch zu den Taschen 8 können weitere Taschen 8' vorgesehen sein, deren Tiefe im Gegenuhrzeigersinn zunimmt.

Diese Taschen 8' haben bei der gezeigten Ausführung keine konkrete Funktion, sondern sind lediglich zurfertigungstechnischen Vereinfachung vorgesehen, wenn die Freilaufkupplung auch bei Anwendungsfällen mit entgegengesetzter Freilaufdrehrichtung einsetzbar sein soll. Dann werden die Taschen 8' benützt, so dass sich die Herstellung eines gesonderten Käfigs für diesen Anwendungsfall erübrigt.

In den Taschen 8 sind Mitnehmer 10 in Form von Wälzkörpern aus Gummi aufgenommen, deren Durchmesser grösser als die kleinste radiale Tiefe der Taschen 8 ist. Vom inneren Umfang des Aussenringes 1 ragt ein Anschlag 14 in Gestalt einer Schraube nach innen. Dieser Anschlag 14 kann mit einer Anschlagfläche 11 am Federring zusammenwirken.

Der zwei benachbarte Taschenpaare 8, 8' trennende Umfangswinkel a ist grösser als der Umfangswinkel ss zwischen den beiden etwa radialen Wänden 12, 13 einer Tasche 8.

Die beschriebene Freilaufkupplung arbeitet wie folgt:
Bei Antrieb der Welle 5 im Gegenuhrzeigersinn wird der Federring 6 durch die leichte Reibung zwischen ihm und der Welle bis zum Anschlag 14 mitgenommen, so dass die Gummiwälzkörper 10 im tieferen Bereich der Taschen 8 zurückbleiben und keine Kraft zwischen dem Federring 6 und dem festgehaltenen Aussenring 1 übertragen.

Wenn der Antrieb abgestellt wird und von der Belastungsseite her ein Moment in Uhrzeigerrichtung auf die Welle 5 abgegeben wird, ist die Welle 5 aufgrund der Laufreibung bestrebt, den Federring in Uhrzeigerrichtung mitzunehmen.

Dabei laufen die Wälzköper 10 auf die Schrägflächen 9 in Richtung der Taschenverengung auf, so dass sie zwischen dem festgehaltenen Aussenring 1 und dem Grund 9 der Taschen zusammengepresst werden. Hierdurch drücken die Wälzkörper 10 den Federring 6 an den Umfang der Welle 5 an, so dass diese gebremst wird.

Der Anschlag 14 dient lediglich dazu, den Federring 6 an der Erzeugung eines lästigen Geräusches beim Umlaufen der Welle in Freilaufrichtung zu hindern.

Die beschriebene Freilaufkupplung ist mit Vorteil z. B. in einem Schub- und Zugmotor zum Verstellen eines beweglichen Teils eines Liegemöbels, z. B. eines Kopfteiles von Krankenbetten, einsetzbar, um ein unbeabsichtigtes Absenken des beweglichen Teiles nach Abstellen des Antriebes unter der Wirkung des Gewichts der sich auf dem Liegemöbel befindlichen Person zu verhindern.

PATENTANSPRUCH

Freilaufkupplung mit einem Aussenteil und einem Innenteil, die relativ zueinander verdrehbar sind, sowie mit einer zwischen Aussen- und Innenteil angeordneten, in einer Drehrichtung selbsttätig mitnehmenden und in der anderen Drehrichtung unwirksamen Kupplungsvorrichtung, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplungsvorrichtung einen nach Art eines Federringes geschlitzten Käfig (6) umfasst, der an seinem Umfang Taschen (8) mit Schrägflächen (9) zur Aufnahme von nachgiebigen Mitnehmem (10) aufweist, wobei die kleinste radiale Tiefe der Taschen kleiner als der Durchmesser der unverformten Mitnehmer ist.

UNTERANSPRÜCHE
1. Freilaufkupplung nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass ein Anschlag (14) vorgesehen ist, der mit einer Anschlagfläche (11) am Käfig (6) zusammenwirkt, um dessen Umlaufen in der anderen Drehrichtung zu verhindern.

**WARNUNG** Ende DESC Feld konnte Anfang CLMS uberlappen**.

Claims

**WARNUNG** Anfang CLMS Feld konnte Ende DESC uberlappen **.

Die Erfindung betrifft eine Freilaufkupplung mit einem Aussenteil und einem Innenteil, die relativ zueinander verdrehbar sind, sowie mit einer zwischen Aussen- und Innenteil angeordneten, in einer Drehrichtung selbsttätig mitnehmenden und in der anderen Drehrichtung unwirksamen Kupplungsvorrichtung.

Es sind Freilaufkupplungen dieser Art bekannt, bei denen zwischen Innen- und Aussenteil in einer Richtung auf Schrägflächen auflaufende Mitnehmer eine Kupplungsverbindung zwischen Innenteil und Aussenteil herstellen, während die Mitnehmer in der anderen Drehrichtung freigeben. Die Freilaufkupplung kann je nach Anwendungsfall in der einen Drehrichtung als Antriebsverbindung oder als Bremse wirken.

Bestehen die Mitnehmer, wie üblich, aus einem vergleichsweise starren Material wie Stahl. so greift die Freilaufkupplung bei Drehung im Kupplungssinne verhältnismässig hart, um nicht zu sagen stossartig.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Feilaufkupplung der eingangs beschriebenen Art so auszugestalten, dass ein weiches und dennoch sicheres Greifen bei einer Drehung im Kupplungssinne erzielt ist.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist gemäss der Erfindung vorgesehen, dass die Kupplungsvorrichtung einen nach Art eines Federringes geschlitzten Käfig umfasst, der an seinem Umfang Taschen mit Schrägflächen zur Aufnahme von nachgiebigen Mitnehmern aufweist, wobei die kleinste radiale Tiefe der Taschen kleiner als der Durchmesser der unverformten Mitnehmer ist.

Bei der Freilaufkupplung nach der Erfindung laufen bei einer Relativdrehung zwischen Innenteil und Aussenteil im Kupplungssinne zunächst die nachgiebigen Mitnehmer auf die Schrägflächen auf und werden dabei verformt. Hierdurch üben sie eine radiale Druckkraft auf den unabhängig vom Innen- und Aussenteil beweglichen Käfig aus, der diese radiale Druckkraft auf das Innen- bzw. Aussenteil überträgt. Bei der Erfindung wird die Mitnahmekraft also gemeinsam durch den Verformungswiderstand der Mitnehmer und den Federwiderstand des Käfigs aufgebracht. Hierdurchist ein weiches Greifen der Kupplung sichergestellt. Ein weiterer wichtiger Vorteil ist.

dass aufgrund der beschriebenen Aufteilung der Mitnahmekraft die Mitnehmer vor allzu grosser Reibung und damit einem unerwünscht hohen Verschleiss verschont bleiben.

In der einen Drehrichtung, in welcher die Mitnehmer nicht wirksam werden, kann sich der Käfig frei drehen. Dies kann nach den Feststellungen der Anmelderin zu unerwünschten Geräuschen führen, wenn der Käfig mit Laufspiel auf bzw. in dem angetriebenen Teil sitzt und deshalb durch Reibung mitgenommen wird. Um hier eine Abhilfe zu schaffen, kann bei einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ein Anschlag in dem nicht angetriebenen Teil, beispielsweise im festgehaltenen Aussenteil. vorgesehen sein, der mit einer Anschlagfläche am Käfig zusammenwirken kann, um das Umlaufen des Käfigs in der Freilaufdrehrichtung zu vermeiden.

Die Erfindung ist im folgenden anhand schematischer Zeichnungen an einem Ausführungsbeispiel mit weiteren Einzelheiten näher erläutert. Die einzige Figur zeigt eine Ansicht einer als Bremse verwendeten Freilaufkupplunggemäss der Erfindung.

Die gezeigte Freilaufkupplung hat einen festgehaltenen Aussenring 1, der starr mit einem Tragarm 2 verbunden ist, welcher seinerseits über ein Abstützelement 3 an einer Tragsäule 4 abgestützt ist. Koaxial mit dem Aussenring ist eine antreibbare Welle 5 angeordnet, die über einen selbsthemmungsfreien Antrieb (nicht gezeigt) entgegen dem Uhrzeigersinn (Freilauf-Drehrichtung) antreibbar ist. Von der Belastungsseite her ist die Welle jedoch auch mit einem Moment im Uhrzeigersinn beaufschlagbar. Auf der Welle sitzt mit Laufspiel ein Käfig in Gestalt eines Federringes 6, der bei 7 geschlitzt ist. Der Federring 6 hat an seinem äusseren Umfang Taschen 8 mit Schrägflächen 9 an ihrem Grund. Diese Schrägflächen 9 vertiefen sich zur Welle 5 hin im Uhrzeigersinn. In Umfangsrichtung symmetrisch zu den Taschen 8 können weitere Taschen 8' vorgesehen sein, deren Tiefe im Gegenuhrzeigersinn zunimmt.

Diese Taschen 8' haben bei der gezeigten Ausführung keine konkrete Funktion, sondern sind lediglich zurfertigungstechnischen Vereinfachung vorgesehen, wenn die Freilaufkupplung auch bei Anwendungsfällen mit entgegengesetzter Freilaufdrehrichtung einsetzbar sein soll. Dann werden die Taschen 8' benützt, so dass sich die Herstellung eines gesonderten Käfigs für diesen Anwendungsfall erübrigt.

In den Taschen 8 sind Mitnehmer 10 in Form von Wälzkörpern aus Gummi aufgenommen, deren Durchmesser grösser als die kleinste radiale Tiefe der Taschen 8 ist. Vom inneren Umfang des Aussenringes 1 ragt ein Anschlag 14 in Gestalt einer Schraube nach innen. Dieser Anschlag 14 kann mit einer Anschlagfläche 11 am Federring zusammenwirken.

Der zwei benachbarte Taschenpaare 8, 8' trennende Umfangswinkel a ist grösser als der Umfangswinkel ss zwischen den beiden etwa radialen Wänden 12, 13 einer Tasche 8.

Die beschriebene Freilaufkupplung arbeitet wie folgt: Bei Antrieb der Welle 5 im Gegenuhrzeigersinn wird der Federring 6 durch die leichte Reibung zwischen ihm und der Welle bis zum Anschlag 14 mitgenommen, so dass die Gummiwälzkörper 10 im tieferen Bereich der Taschen 8 zurückbleiben und keine Kraft zwischen dem Federring 6 und dem festgehaltenen Aussenring 1 übertragen.

Wenn der Antrieb abgestellt wird und von der Belastungsseite her ein Moment in Uhrzeigerrichtung auf die Welle 5 abgegeben wird, ist die Welle 5 aufgrund der Laufreibung bestrebt, den Federring in Uhrzeigerrichtung mitzunehmen.

Dabei laufen die Wälzköper 10 auf die Schrägflächen 9 in Richtung der Taschenverengung auf, so dass sie zwischen dem festgehaltenen Aussenring 1 und dem Grund 9 der Taschen zusammengepresst werden. Hierdurch drücken die Wälzkörper 10 den Federring 6 an den Umfang der Welle 5 an, so dass diese gebremst wird.

Der Anschlag 14 dient lediglich dazu, den Federring 6 an der Erzeugung eines lästigen Geräusches beim Umlaufen der Welle in Freilaufrichtung zu hindern.

Die beschriebene Freilaufkupplung ist mit Vorteil z. B. in einem Schub- und Zugmotor zum Verstellen eines beweglichen Teils eines Liegemöbels, z. B. eines Kopfteiles von Krankenbetten, einsetzbar, um ein unbeabsichtigtes Absenken des beweglichen Teiles nach Abstellen des Antriebes unter der Wirkung des Gewichts der sich auf dem Liegemöbel befindlichen Person zu verhindern.

PATENTANSPRUCH

Freilaufkupplung mit einem Aussenteil und einem Innenteil, die relativ zueinander verdrehbar sind, sowie mit einer zwischen Aussen- und Innenteil angeordneten, in einer Drehrichtung selbsttätig mitnehmenden und in der anderen Drehrichtung unwirksamen Kupplungsvorrichtung, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplungsvorrichtung einen nach Art eines Federringes geschlitzten Käfig (6) umfasst, der an seinem Umfang Taschen (8) mit Schrägflächen (9) zur Aufnahme von nachgiebigen Mitnehmem (10) aufweist, wobei die kleinste radiale Tiefe der Taschen kleiner als der Durchmesser der unverformten Mitnehmer ist.

UNTERANSPRÜCHE 1. Freilaufkupplung nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass ein Anschlag (14) vorgesehen ist, der mit einer Anschlagfläche (11) am Käfig (6) zusammenwirkt, um dessen Umlaufen in der anderen Drehrichtung zu verhindern.

2. Freilaufkupplung nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Mitnehmer von Wälzkörpern (10) aus Gummi gebildet sind.

3. Freilaufkupplung nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das Aussenteil (1) festgehalten ist und einen Anschlag (14) für den Käfig (11) trägt, dessen Taschen (8) mit den Mitnehmern (10) am äusseren Umfang vorgesehen sind, und dass das Innenteil, auf dem der Käfig mit Laufspiel sitzt, eine antreibbare Welle (5) ist.