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Die
Erfindung betrifft einen Kletterkreisel, insbesondere ein Yo-Yo.
Ein Kletterkreisel umfaßt zwei
Schalen, die als Schwungkörper
dienen und zwischen denen das Kletterseil oder das Zugseil in einem
Spalt geführt
wird. Die Schalen sind mittels einer Achse verbunden, die ein Teilstück einer
Schale oder beider Schalen ist oder von einem oder mehreren Achsteilen
gebildet sein kann und die zur Lagerung einer zwischen den Schalen
angeordneten, drehbar gelagerten Laufrolle dient, an der das Zugseil
befestigt ist oder die auf dem Kletterseil abrollt. Insbesondere
richtet sich die Erfindung auf Kletterkreisel mit einer einstellbaren
Breite des Spaltes zwischen den Schalen, also des Abstandes der
rotierenden Teile. Die Erfindung wird im folgenden ohne Beschränkung der
Allgemeinheit anhand eines Yo-Yos beschrieben.
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Ein
Yo-Yo besteht traditionell aus zwei fest miteinander verbundenen
Schalen in einem festen Abstand zueinander, wobei die Schnur fest
auf der Achse fixiert ist. Ein solches Yo-Yo ist beispielsweise in
dem Dokument
US 2,463,670 beschrieben.
Ein Yo-Yo, dessen Schnur fest auf der Achse befestigt ist, kann
sich, wenn die Schnur vollständig
abgerollt ist, nicht am Schnurende frei drehen und kehrt daher sofort
wieder in die Wurfhand zurück.
Aus diesem Grund werden derartige Yo-Yos auch als "Auf- und Ab"-Yo-Yos bezeichnet.
Nachteilig bei diesen Yo-Yos ist, daß sie nur eingeschränkte Spielmöglichkeiten und
wenige Tricks ermöglichen.
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Die
sogenannten freilaufenden Yo-Yos bieten demgegenüber mehr Möglichkeiten für ein Trickspiel,
da das Yo-Yo nicht zwingend sofort in die Wurfhand zurückkehrt,
sondern mit etwas Geschick am Schnurende im Freilauf gehalten werden
kann, bis eine bestimmte Bewegung mit der Schnur durchgeführt oder
eine bestimmte Drehzahl unterschritten wird. Dieser Freilauf kann
bei einem Yo-Yo, dessen Schalen mittels einer Achse fest miteinander
verbunden sind, dadurch erzielt werden, daß die Achse in einer einfachen
oder doppelten, am Schnurende gebildeten, lose um die Achse gelegten
Schlaufe hängt,
in der sich die Achse drehen kann. Derartige Yo-Yos sind in den
Dokumenten
US 2,579,022 ,
US 2,891,351 und
US 4,207,701 beschrieben.
Nachteilig bei diesen Ausbildungen ist jedoch, daß die Schnur im
Bereich der Schlaufe durch die Relativbewegung der drehenden Achse
in der Schnur schnell zerschlissen wird.
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Aus
diesem Grund wurden Yo-Yos entwickelt, bei denen bei einem festen
Abstand der Schalen zueinander die Schnur auf einem relativ zur
Achse und somit zu den anderen Teilen des Yo-Yos drehbaren Element,
einer Laufrolle, fixiert wird. Ein solches Yo-Yo ist aus dem Dokument
US 3,175,326 bekannt. Die
drehbare Laufrolle bewirkt, daß die
Schnur keine Relativbewegung gegenüber dem Fixierungselement ausführt und
die die Relativbewegung zwischen dem Fixierungselement und der Achse
des Yo-Yos beeinflussenden Parameter (zum Beispiel Haftreibungs-
und Gleitreibungswiderstand bei Gleitlagern bzw. Rollwider stand
bei Kugellagern) durch entsprechende Materialauswahl und/oder konstruktive
Gestaltung den jeweiligen Erfordernissen entsprechend eingestellt
werden können.
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Damit
ein solches Yo-Yo aus dem Freilauf wieder in die Wurfhand zurückkehrt,
muß die
Freilaufeigenschaft aufgehoben werden. Dies erfolgt bei gebräuchlichen,
freilaufenden Yo-Yos dadurch, daß das Yo-Yo durch einen kurzen
Ruck an der Schnur angehoben wird. Hierdurch wird die Schnur entlastet und
hängt ein
wenig durch, bis das Yo-Yo aufgrund seines Gewichts fällt und
die Schnur wieder spannt. In der Zeitspanne, in der die Schnur entlastet
ist, kann sie durch die Schalen, insbesondere die Nabenteile oder
in den Schalen ausgebildete Führungsflächen, entsprechend
der Drehrichtung und der sich einstellenden Mitnahmekraft mitgenommen
werden und verspannt sich nach der ersten Umwicklung mit der noch
hängenden
Schnur zwischen beiden Nabenteilen um die Laufrolle, wodurch die
Schnur zwischen den Nabenteilen festgeklemmt wird und sich das Yo-Yo
nicht mehr frei drehen kann. Dadurch wickelt sich die Schnur in
dem drehenden Yo-Yo auf und das Yo-Yo kehrt in die Wurfhand zurück.
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Die
Fähigkeit
eines Freilauf-Yo-Yos, in die Wurfhand zurückzukehren, wird demnach von
folgenden Faktoren beeinflußt
- – den
Reibungskräften
in der Lagerung des drehbaren Fixierungselements, d.h. der Laufrolle,
- – den
Reibungskräften
zwischen der Schnur und den Naben bzw. Schalen und
- – dem
Abstand der Naben zueinander, bezogen auf die Dicke der Schnur.
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Damit
sich das Rückkehren
eines Freilauf-Yo-Yos in die Wurfhand gut steuern läßt, ist
die Schnur in der Regel in einer Doppelschlaufe um die Laufrolle
gelegt, da sich die Klemmwirkung dann im Bereich der Doppelschlaufe
und nicht weiter radial auswärts
einstellt; ferner kann zur Erhöhung
dieses Effekts der Spalt radial auswärts keilförmig verbreiternd ausgebildet
sein.
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Die
Rücklauffähigkeit
eines Freilauf-Yo-Yos hängt
demzufolge wesentlich von den Reibkräften der Naben auf die an der
Laufrolle befestigten Schnur ab. Durch die Veränderung der Spaltbreite wird
die Größe der Reibkraft
verändert.
Da der Durchmesser der einfach oder doppelt um die Laufrolle gelegten und
an dieser fixierten Schnur im Bereich der Laufrolle ca. 0,5 mm beträgt, reagiert
das Yo-Yo auf eine Veränderung
der Spaltbreite sehr sensibel. Zwischen einem völlig freilaufenden Yo-Yo und
einer ganz eingeklemmten Schnur, in welchem Fall das Freilauf-Yo-Yo
zu einem "Auf-und-Ab"-Yo-Yo wird, liegen ca.
0,6 mm Differenz in der Spaltbreite.
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Es
wurde daher erkannt, daß es
vorteilhaft ist, wenn der Abstand der Schalen und somit die Breite
des Spaltes einstellbar ist, da die Schnur ihre Eigenschaften zeitlich ändert und
da verschiedene Trickspiele unterschiedliche Spaltbreiten erfordern.
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Bei
den bisher gebräuchlichen
Freilauf-Yo-Yos mit einstellbarer Spaltbreite ist ein drehbar gelagertes
Laufrad zwischen den beiden Schalen eingespannt. Die Achse ist fest
in die Schalen eingeschraubt, so daß die Länge der Achse oder die Einschraubtiefe
einer die Achse aufnehmenden Einschraubhülse den Abstand der Schalen
zueinander bestimmt.
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Zur
Einstellung der Spaltbreite für
die Verwendung unterschiedlicher Zugseile oder zur Einstellung des
Yo-Yos für
verschiedene Kunststücke
ist es bei bekannten Yo-Yos erforderlich, dieses zu demontieren,
eine Achse mit veränderter
Länge einzusetzen
oder die Einschraubtiefe der die Achse aufnehmenden Einschraubhülse zu verändern und
anschließend
das Yo-Yo wieder zusammenzuschrauben.
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Dies
ist in mehrerer Hinsicht nachteilig. Zum einen ist die Durchführung der
Abstandsänderung
relativ zeitaufwendig und kann nicht kurzfristig durchgeführt werden.
Dies hat oft zur Folge, daß Jongleure mit
einer Mehrzahl an Yo-Yos arbeiten, um die Umrüstarbeit einzusparen. Zum anderen
ist es sehr mühselig,
die optimale Einstellung zu finden, da hierzu das Yo-Yo ständig zerlegt
und wieder montiert werden muß.
Schließlich
ist es, insbesondere bei den Ausführungsformen mit unterschiedlich
langen Achsen, in der Praxis kaum möglich, eine sehr feine Abstufung
des Abstands vorzunehmen, da hierzu eine große Anzahl verschiedener Achsen
bevorratet werden müßte.
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Ein
gattungsgemäßes Yo-Yo
ist ferner aus dem Dokument
US
5,254,027 bekannt.
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Der
Erfindung liegt unter Berücksichtigung dieses
Standes der Technik die Aufgabe zugrunde, die bekannten Kletterkreisel,
insbesondere Yo-Yos, in der Weise weiterzubilden, daß die vorstehend
genannten Nachteile der bekannten Yo-Yos vermieden werden und eine
einfache, schnelle, sichere und genaue Einstellbarkeit des Abstands
der Schalen ermöglicht
wird. Dabei ist zu berücksichtigen,
daß die Rotationsachsen
beider Schalen auf einer Geraden gehalten werden sollen und der
Gesamtschwerpunkt aller Bauteile im Schnittpunkt von Schnur und
Rotationsachse liegen soll. Erschwerend kommt hinzu, daß nur äußerst beengte
Einbauverhältnisse
zur Verfügung
stehen.
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Die
erfindungsgemäße Lösung bei
einem Kletterkreisel, insbesondere Yo-Yo, mit zwei Schalen, die
mittels einer Achse verbunden sind, und einer von der Achse drehbar
gelagerten, zwischen den Schalen angeordneten Laufrolle, bei dem
die Breite des Spaltes zwischen den Schalen einstellbar ist, wobei die
Schalen jeweils eine Nabe zur Aufnahme der Achse aufweisen, eine
(verschiebbare) Nabe entlang eines axial verlaufenden Verstellgewindes
in einem Verschiebeabschnitt axial gegenüber der anderen (feststehenden)
Nabe auf einer gegenüber
der anderen Nabe feststehenden Trägerhülse oder auf der Achse verschiebbar
ist und in dem Verschiebeabschnitt mindestens ein zwischen der verschiebbaren Nabe
und der Trägerhülse bzw.
der Achse wirkendes Reibelement angeordnet ist, das zwischen der
verschiebbaren Nabe und der Trägerhülse bzw.
der Achse derart zusammengepreßt
ist, daß mittels
des Reibelementes eine Bewegung der Naben relativ zueinander bei
Kräften,
die beim Gebrauch des Kletterkreisels auftreten, gehemmt oder verhindert
ist und bei Anwendung größerer Verstellkräfte durch
eine relative Drehbewegung der Naben der axiale Abstand der Naben
entsprechend der Steigung des Verstellgewindes veränderbar
ist, besteht darin, daß das
Reibelement als elastischer Reibring ausgebildet ist, der in einer
Ringnut geführt
ist, wobei die Ringnut in der verschiebbaren Nabe oder der Trägerhülse bzw.
der Achse ausgebildet ist.
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Die
Schalen können
im Rahmen der Erfindung jeweils ein- oder mehrstückig sein. Unter der Nabe wird
jeweils der in der Nähe
der Drehachse befindliche Teil der Schale verstanden, der die Verbindung
zu der Achse herstellt. Die Nabe kann somit ein Teil einer einstückigen Schale
oder ein separater Teil einer mehrstückigen Schale sein.
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Im
erfindungsgemäßen Zusammenhang wird
unter einer axialen Richtung eine Richtung entlang der Achse bzw.
Rotationsachse des Yo-Yos verstanden. Auswärts gerichtet bedeutet eine
Richtung von der Laufrolle weg und einwärts auf die Laufrolle zu. Die
radiale Richtung erstreckt sich senkrecht von der Achse bzw. Rotationsachse
des Yo-Yos.
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Eine
der Erfindung zugrundeliegende Idee besteht im Prinzip darin, die
beiden Schalen mittels eines Verstellgewindes axial und rotatorisch
gegeneinander beweglich auszubilden und die Verdrehung der Schalen
relativ zueinander mittels eines Reibelementes zu bremsen, so daß bei normalem
Gebrauch die Schalen gegen rotatorische Verdrehungen und somit axiale
Verschiebungen zueinander gesichert sind und bei Anwendung größerer Verstellkräfte der Abstand
entsprechend der Gewindesteigung und des Verdrehwinkels einstellbar
ist. Das Reibelement dient sozusagen als Verstellbremse gegen eine
unbeabsichtigte Verdrehung der Schalen und somit eine ungewollte
Veränderung
des Abstandes.
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Das
Verstellgewinde setzt die Drehbewegung der Schalen zueinander in
eine Abstandseinstellung um. Es kann vorzugsweise in der Achse und der
Trägerhülse bzw.
der Achse und einer Nabe ausgebildet sein. Das Reibelement erzeugt
eine tangential wirkende, wegunabhängige Kraft zwischen einem beweglichen
Schwungelement, dem Schalenteil mit der verstellbaren Nabe, und
der in der anderen Schale festsitzenden Achse bzw. Trägerhülse. Vorzugsweise
ist dabei der axiale Abstand der verstellbaren Nabe zur feststehenden
Nabe ohne Werkzeuge von Hand bzw. ohne Demontage des Yo-Yos verstellbar.
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Das
zusammengepreßte
Reibelement verhindert durch seine zwischen feststehender Achse oder
Trägerhülse und
verstellbarer Nabe ausgeübten Reibkräfte, daß die Nabe
sich allzu leicht verstellen kann. Auf diese Weise ist es möglich, den
Abstand der Schalen des Yo-Yos über
einen bestimmten Längenbereich, den
Verschiebeabschnitt, einzustellen. Hierzu ist es nicht wie bei bekannten
Yo-Yos erforderlich, das Yo-Yo zu demontieren, sondern es genügt, jeweils
eine der Schalen in eine Hand zu nehmen und unter Anwendung einer
Verstellkraft bzw. eines Verstellmoments, das die Reibkraft bzw.
das Reibmoment des Reibelements übersteigt,
gegeneinander zu verdrehen.
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Das
Reibelement kann prinzipiell jede Form aufweisen. Das Reibelement
kann beispielsweise ein oder mehrere elastische Noppen oder Nocken
aus Kunststoff umfassen oder ein anderes, Reibkräfte erzeugendes Material wie
zum Beispiel ein aufgeklebter Reibschlauch oder Schrumpfschlauch
sein. Auch ein Kunststoffeinsatz aus einem Material ähnlich einer
selbsthemmenden Mutter kommt in Betracht. Das Reibelement kann eine
oder mehrere punktuelle Reibstellen bilden oder flächig ausgedehnt
sein. Erfindungsgemäß ist das
Reibelement als Reibring ausgebildet. Dabei kommen verschiedene
Querschnittsflächen
des Reibwulstes, beispielsweise rechteckig oder dreieckig, in Betracht.
Als besonders vorteilhaft hat sich die Verwendung eines O-Rings
mit einer runden Querschnittsfläche
des Reib- bzw. Dichtwulstes erwiesen.
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Nach
weiteren erfindungsgemäßen Merkmalen
ist vorgesehen, daß die
verschiebbare Nabe oder die Trägerhülse bzw.
die Achse eine Ringnut zur Aufnahme des Reibrings aufweisen. Für die Ausbildung der
Ringnut bestehen prinzipiell verschiedene vorteilhafte Möglichkeiten.
In einer ersten Ausbildung kann die Breite der Ringnut die Stärke des
Reibwulstes des Reibrings in dieser Richtung um weniger als 20%,
bevorzugt um weniger als 10% übersteigen.
Alternativ kann auch die Breite der Ringnut so groß wie die
in dieser Richtung gemessene Abmessung des Reibwulstes des Reibrings
sein. Als besonders vorteilhaft hat sich erwiesen, wenn die Breite
der Ringnut kleiner als die in dieser Richtung gemessene Breite
des Reibwulstes des Reibrings ist, insbesondere wenn die Breite
der Ringnut um mehr als 0,1%, bevorzugt mehr als 1% und besonders
bevorzugt mehr als 5% kleiner als die Breite des Reibwulstes des
Reibrings ist. Hierbei wird der Reibwulst beim Einlegen in die Ringnut
unter einer Vorspannung gehalten, was sich vorteilhaft auf sein
elastisches Verhalten zur Bewirkung der Bremskraft auswirkt.
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Nach
einem vorteilhaften Merkmal wird vorgeschlagen, daß die Tiefe
der Ringnut um 0,1% bis 99%, bevorzugt 10% bis 75% und besonders
bevorzugt 25% bis 50% kleiner als die in dieser Richtung gemessene
Stärke
des Reibwulstes des Reibrings ist. Auch hierdurch wird die von dem
Reibring ausgehende Bremskraft vorteilhaft verstärkt. Die Bremskraft hängt natürlich nicht
nur von der Tiefe der Ringnut, der Fläche und den elastischen Eigenschaften des
Bremselements ab, sondern auch von der Größe des Spalts zwischen der
verschiebbaren Nabe und der Trägerhülse bzw.
der Achse. Dieser Spalt sollte aus Stabilitätsgründen möglichst eng sein und vorzugsweise
weniger als 50% und besonders bevorzugt weniger als 25% der Dicke
des Reibwulstes des Reibrings betragen.
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Wenn
die Ringnut in der verschiebbaren Nabe angeordnet ist, wird der
Reibring zum Einführen
in die Ringnut leicht zusammengedrückt und legt sich mit seinem
Außendurchmesser
in die Ringnut ein. Zur Erzielung einer bestimmten Vorspannung kann
es vorteilhaft sein, wenn der Außendurchmesser der Ringnut
um mehr als 0,1%, bevorzugt mehr als 0,5% und besonders bevorzugt
mehr als 3% kleiner als der Außendurchmesser
des Reibrings ist. Ferner kann zur Erleichterung der Montage der
beiden Naben vorgesehen sein, daß die Trägerhülse bzw. die Achse im Bereich
des der verschiebbaren Nabe zugewandten Endes des Verschiebeabschnitts sich
verjüngend
ausgebildet ist.
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Wenn
die Ringnut in bevorzugter Weise in der Trägerhülse bzw. der Achse angeordnet
ist, kann zur Erzielung einer Vorspannung in dem Reibring, die verhindert,
daß er
aus der Ringnut herausrutscht, vorteilhafterweise vorgesehen sein,
daß der
Innendurchmesser der Ringnut um mehr als 0,1%, bevorzugt mehr als
0,5% und besonders bevorzugt mehr als 3% gröber als der Innendurchmesser
des Reibrings ist. Nach einem weiteren vorteilhaften Merkmal wird
vorgeschlagen, daß die
verschiebbare Nabe im Bereich des der Trägerhülse zugewandten Endes des Verschiebeabschnitts
sich konisch verbreiternd ausgebildet ist. Hierdurch wird, insbesondere
wenn die konische Verbreiterung zumindest bis zum Außendurchmesser
des Reibrings verläuft,
die Montage der Naben mit dem auf der Trägerhülse bzw. der Achse befindlichen
Reibring erleichtert.
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Mit
der Erfindung wird ein Freilauf-Yo-Yo geschaffen, bei dem die Freilaufeigenschaft
durch eine einfache, exakt justierbare, reproduzierbare und sekundenschnell
durchführbare
Veränderung
der Spaltbreite stufenlos zwischen den beiden Endstellungen "nicht freilaufend" (Auf- und Ab-Yo-Yo)
und "gänzlich freilaufend" variiert und verändert werden
kann. Der Abstand ist genau, sicher, fein dosierbar (im Bereich eines
Zehntelmillimeters) und über
einen großen
Verschiebeabschnitt (beispielsweise 1 mm), einfach von Hand, ohne
Werkzeug und ohne Demontage des Yo-Yos durch Drehen der Schalen
kontinuierlich verstellbar, wobei der Abstand im Spiel konstant
ist und gegen unbeabsichtigte Verstellung durch entsprechend große Verstellkräfte gesichert
ist. Die Einstellkraft, mittels der der Abstand verändert werden
kann, ist wegunabhängig
und alle Kleinteile sind an dem Yo-Yo fest und unverlierbar montiert.
Ferner ist es unaufwendig zu fertigen.
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Die
folgenden Ausführungsbeispiele
der Erfindung lassen weitere vorteilhafte Merkmale und Besonderheiten
erkennen, die anhand der schematischen Darstellungen in den Zeichnungen
im folgenden näher
beschrieben und erläutert
werden.
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Es
zeigen:
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1 einen
Querschnitt durch ein Yo-Yo nach dem Stand der Technik,
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2 das
Yo-Yo der 1 im demontierten Zustand,
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3 einen
Querschnitt durch ein Yo-Yo nach der Erfindung,
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4 eine
Einzelheit zu 3,
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5 eine
Einzelheit zu 4,
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6 eine
Einzelheit zu 4,
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7 eine
geschnittene Explosionszeichnung zu 3,
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8 eine
Abwandlung zu 3,
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9 eine
weitere Abwandlung zu 3,
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10 eine
bevorzugte Ausführungsform,
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11 eine
Einzelheit zu 10,
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12 eine
bevorzugte Ausführungsform der
Achse und des Lagers,
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13 eine
Abwandlung zu 12,
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14 eine
Abwandlung zu 3,
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15 eine
Abwandlung zu 4,
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16 eine
Abwandlung zu 5,
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17 eine
Abwandlung zu 6 und
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18 eine
Abwandlung zu 7.
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Die 1 zeigt
ein Yo-Yo mit veränderbarer Spaltbreite
nach dem Stand der Technik. Es umfaßt eine erste Schale 1 und
eine zweite Schale 2. Diese Schalen 1, 2 sind
jeweils einstückig
gefertigt und bestehen jeweils aus einem einheitlichen Werkstoff, beispielsweise
Holz, Aluminium oder Kunststoff. Die Naben 17, 18 weisen
nach außen
gerichtete Kalotten 23, 24 zur Aufnahme der Einschraubhülsen 3, 4 für die Achse 5 in
Sacklöchern 25, 26 auf.
In die Naben 17, 18 sind jeweils mit einem Außengewinde 6, 7 versehene
Einschraubhülsen 3, 4 eingeschraubt.
Durch die Einschraubhülsen 3, 4 verläuft die
Achse 5, welche die beiden Schalen 1, 2 verbindet.
Die Achse 5 ist mit ihren beiden Enden in die Schalen 1, 2 eingeschraubt.
Die Einschraubtiefe der Einschraubhülsen 3, 4 in
die Naben 17, 18 bestimmt den Abstand der Schalen 1, 2 zueinander.
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Die
Achse 5 trägt
eine zwischen den Schalen 1, 2 angeordnete Laufrolle 8,
an der das nicht dargestellte Zugseil befestigt ist. Die Laufrolle 8 umfaßt ein Wälzlager
mit einem Innenring 28, der von den Einschraubhülsen 3, 4 eingespannt
ist, und einen Außenring 29.
Das Wälzlager
kann beispielsweise ein Kugel- oder Nadellager sein. Die Führungsflächen 9, 10 in
den Schalen 1, 2 können parallel zueinander verlaufen
oder, wie in dem dargestellten Ausführungsbeispiel, einen geringen
Konuswinkel von beispielsweise 2° bilden.
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Die 2 zeigt
das Yo-Yo in seinen Einzelteilen. Zur Montage des Yo-Yos werden
die beiden Einschraubhülsen 3, 4 in
die jeweilige Schale 1, 2 eingeschraubt. Danach
wird die Achse 5 in eine Schale 1 eingeschraubt
und die Laufrolle 8 über
die Achse geschoben. Schließlich
wird die zweite Schale 2 mit der darin befindlichen Einschraubhülse 4 auf das
andere Ende der Achse 5 geschraubt. Der Innenring 28 ist
zwischen den beiden Einschraubhülsen 3, 4 eingespannt.
Zur Veränderung
der Spaltbreite des Yo-Yos muß das
Yo-Yo auseinandergeschraubt, die Einschraubtiefe einer Einschraubhülse 3, 4 verändert und
das Yo-Yo wieder zusammengeschraubt werden. Erforderlichenfalls
muß dieser
Vorgang ein- oder mehrfach wiederholt werden, um den Abstand auf den
gewünschten
Wert einzustellen.
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Die 3 zeigt
einen Querschnitt durch ein erfindungsgemäßes Yo-Yo. Es weist die Besonderheit
auf, daß es
zum Einstellen des Abstands der Schalen 1, 2 nicht
erforderlich ist, das Yo-Yo zu demontieren; vielmehr genügt eine
Drehung der beiden Schalen 1, 2 gegeneinander,
um die Breite des Spaltes 40 entsprechend der Steigung
des Verstellgewindes 39 zu verändern. Die Schalen 1, 2 weisen
jeweils eine Nabe 17, 18 zur Aufnahme der Achse 5 auf.
Die verschiebbare Nabe 18 greift entlang eines axial verlaufenden
Verschiebeabschnitts 36, in dem die Naben 17, 18 axial
gegeneinander verschiebbar sind, über eine Trägerhülse 27.
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In
dem Verschiebeabschnitt 36 ist ein als O-Ring ausgebildeter,
elastischer Reibring 31, der in einer Ringnut 30 geführt ist,
angeordnet. Die Trägerhülse 27 ist
im Verschiebeabschnitt 36, mit Ausnahme der Ringnut 30,
glatt und bildet einen geringen Spalt zur verschiebbaren Nabe 18.
Der Reibring 31 wird von der Nabe 18 und der Trägerhülse 27 derart zusammengepreßt, daß er die
Verdrehung der Schalen 1, 2 gegeneinander in der
Weise bremst, daß die Schalen 1, 2 gegen
eine Verdrehung durch bei normalem Gebrauch des Yo-Yos auftretende
Kräfte
gesichert ist, bei Anwendung größerer Verstellkräfte die Schalen 1, 2 jedoch
gegeneinander verdreht werden können
und damit der Abstand zueinander einstellbar veränderbar ist.
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Die
Ringnut 30 und der Reibring 31 bilden dabei gewissermaßen einen
Bremskolben, der die als Bremszylinder beschreibbare Nabe 18 über den Verstellbereich
gegen eine Verschiebung bzw. Verdrehung beim Einwirken geringer
Kräfte
sichert.
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Die
Ringnut 30 verläuft
außenseitig
in einer axialen Trägerhülse 27,
die als eine in die Nabe 17 eingesetzte Einsatzhülse ausgebildet
ist. Die Spielpassung oder der Preßsitz der Trägerhülse 27 in
der Nabe 17 kann zusätzlich
geklebt sein. In einer abgewandelten Ausführungsform könnte die
Trägerhülse 27 ein
Außengewinde
zum Einschrauben in die ein korrespondierendes Gewinde aufweisende
Nabe 17 aufweisen. Von der Trägerhülse 27 wird der Innenring 28 des
Laufrads 8 eingespannt. Alternativ oder zusätzlich könnte der
Innenring 28 auch mittels eines Gewindes aufgeschraubt
oder durch eine Klebeverbindung befestigt sein.
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Die
Trägerhülse 27 weist
ein axiales Innengewinde auf, in das von beiden Seiten je eine die
Naben 17, 18 mit der Trägerhülse 27 verbindende
Achsschraube 37, 38 eingeschraubt ist. Die Achsschrauben 37, 38 sind
in Klemmtellern 33, 34 eingelassen. Die Achsschraube 37 der
ersten Schale 1 ist fest in die Trägerhülse 27 eingeschraubt,
so daß einerseits der
Innenring 28 eingespannt ist und andererseits die Trägerhülse 27 sich
nicht verdrehen kann. Die zweite Achsschraube 38 ist fest
mit dem Verstellgewinde 39 in einer Einziehmutter 35 in
der zweiten Nabe 18 eingeschraubt und kann sich nicht gegenüber der
Nabe 18 verdrehen. Die Achse 5 wird somit durch
eine Kombination der Achsschrauben 37, 38 mit
der Trägerhülse 27 gebildet.
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Die
Einziehmutter 35 kann beispielsweise mittels eines Preßsitzes
oder einer Rändelung
in der Nabe 18 befestigt sein. Andere Ausführungsformen zur
Schaffung eines Verstellgewindes in der Nabe 18, in das
die Achsschraube 38 eingeschraubt wird, sind möglich.
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Zur
Montage des Yo-Yos wird die Trägerhülse 27 in
die Nabe 17 der ersten Schale 1 eingeschraubt
und mittels der Achsschraube 37 befestigt, wobei der Innenring 28 eingespannt
wird. Anschließend
wird der Reibring 31 in die Ringnut 30 eingelegt.
Zur besseren Fixierung des Reibrings 31 ist der Innendurchmesser
der Ringnut 30 etwas größer als der
Innendurchmesser des Reibrings 31, so daß dieser
aufgrund seiner Elastizität
mit einer bestimmten Spannung in der Ringnut 30 sitzt.
Danach wird die zweite Schale 2 mit der darin befindlichen
Achsschraube 38 in die Trägerhülse 27 eingeschraubt. Damit
der Reibring 31 leichter in den Verschiebeabschnitt 36 eingeführt werden
kann, verbreitert sich dieser an dem der ersten Schale 1 zugewandten Ende
konisch bis auf den Außendurchmesser
des Reibrings 31.
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Der
zwischen der Nabe 18 und der Trägerhülse 27 eingeklemmte,
zusammengedrückte
Reibring 31 bewirkt in dem Verschiebeabschnitt 36, über den
der Abstand der Schalen 1, 2 zueinander eingestellt
werden kann, eine Klemmkraft zwischen der Nabe 18 und der
mit der Nabe 17 verdrehsicher verbundenen Trägerhülse 27,
so daß sich
die Naben 17, 18 beim üblichen Gebrauch des Yo-Yos
nicht gegeneinander verdrehen können
und damit der Abstand der Schalen 1, 2 zueinander
fixiert ist. Zur Veränderung
des Abstands genügt
es, die Schalen 1, 2 durch Anwendung von Verstellkräften, die
größer als
die beim normalen Gebrauch auftretenden Kräfte sind, gegeneinander zu
verdrehen, wodurch sich der Abstand einfach, schnell und kontinuierlich
gemäß der Steigung
des Verstelllgewindes 39 einstellen läßt.
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Eine
zusätzliche
Besonderheit des in 3 dargestellten Yo-Yos besteht
darin, daß die
Schalen 1, 2 jeweils aus zwei Teilen bestehen,
die aus verschiedenen Werkstoffen gefertigt sind. Die Schalen 1, 2 umfassen
jeweils ein Nabenteil 13, 14 zur Aufnahme der
Achse 5 und ein Schwungteil 11, 12. Die Schwungteile 11, 12 erstrecken
sich in radialer Richtung weiter als die Nabenteile 13, 14.
Sie sind mittels der Unterlegscheiben 19, 20,
die von den Klemmtellern 33, 34 auf die Schwungteile 11, 12 gedrückt werden,
verdrehsicher mit den Nabenteilen 13, 14 verbunden.
Auf diese Weise ist es möglich,
ohne erheblichen Montageaufwand ein Yo-Yo zu fertigen, bei dem die
Schwungteile 11, 12 aus anderen Materialien als
die Nabenteile 13, 14 bestehen. So können beispielsweise
die Nabenteile 13, 14 aus einem belastbaren Leichtmetall
wie Aluminium gefertigt sein und die Schwungteile 11, 12 aus
einem federelastischen Material mit einer hohen Rückstellkraft,
beispielsweise einem Kunststoff wie einem thermoplastisches Elastomer,
bestehen, das beim unbeabsichtigten Aufschlagen auf dem Boden keine
bleibenden Schäden
erleidet und eine geringe Verletzungsgefahr für die Hand bildet.
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Die 4 zeigt
einen vergrößerten Ausschnitt
der Naben 17, 18 zu 3. In dieser
Darstellung ist besonders zu erkennen, daß der Verschiebeabschnitt 36 sich
konisch verbreiternd ausgebildet ist, um das Einführen des
Reibrings 31 zu erleichtern. Der Reibring 31 ist
der Übersichtlichkeit
halber so dargestellt, als ob er nicht durch die verschiebbare Nabe 18 zusammengedrückt sei.
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Die 5 und 6 zeigen
die beiden Schalen 1, 2, wenn das Yo-Yo auseinandergeschraubt
ist. Dies kann beispielsweise zum Wechseln des Zugseiles erforderlich
sein. Man erkennt, daß der Zusammenbau
der beiden Schalen 1, 2 unaufwendig und unkompliziert
durch Einführen
des mit dem Reibring 31 versehenen Endes der Trägerhülse 27 in
die verschiebbare Nabe 18 und Einschrauben des Verstellgewindes 39 in
die Trägerhülse 27 erfolgen
kann, wobei durch mehr oder weniger weites Einschrauben der Achsschraube 38 in
die Trägerhülse 27 der
Abstand der Schalen 1, 2 voneinander eingestellt
wird.
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Die 7 zeigt
in einer geschnittenen Explosionsdarstellung die Einzelteile des
Yo-Yos gemäß 3.
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Die
in den 8 und 9 dargestellten Yo-Yos zeigen
Abwandlungen zu dem Yo-Yo gemäß 3.
Das Yo-Yo der 8 weist die Besonderheit auf,
daß die
Schwungteile 11, 12 mittels einer Schnappverbindung 15, 16 auf
den Nabenteilen 13, 14 befestigt sind. Hierdurch
ergibt sich eine besonders einfache Montagemöglichkeit des Yo-Yos. Die Achse 5 ist
dabei in Sacklöchern 25, 26 mit
Innengewinde in die Nabenteile 13, 14 eingeschraubt.
Die 9 zeigt ein Yo-Yo gemäß der Erfindung, das sich von
dem in 8 dargestellten Yo-Yo durch eine andere Form der
Kalotte 23, 24 sowie eine weiter radial auswärts gelegene
Anordnung der Schnappverbindungen 15, 16, die
in diesem Beispiel nicht in Richtung auf die Achse 5 angeschrägt sind,
unterscheidet. Durch die weiter radial auswärtige Anbringung der Schnappverbindung
kann die Überdeckungsfläche und
damit die Klemmwirkung der Schnappkante vergrößert werden. Ferner sind zur
Erzielung einer stabilen Führung
der zweiten Schale 2 zwei in einem Abstand zueinander angeordnete
Reibringe 31 vorgesehen.
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Die 10 und 11 zeigen
eine bevorzugte Ausführungsform
eines erfindungsgemäßen Yo-Yos,
bei dem die Schwungteile 11, 12 mittels Schnappverbindungen 15, 16 auf
den Nabenteilen 13, 14 befestigt sind. Das Yo-Yo
ist besonders einfach zu montieren, weil die Trägerhülse 27 einstückig mit
der Achse 5 ausgebildet ist. Das der feststehenden Nabe 17 zugewandte
Ende der Achse 5 sowie das der verschiebbaren Nabe 18 zugewandte
Ende der Achse 5 weisen ein Außengewinde auf, die in korrespondierende
Innengewinde der Nabenteile 13, 14 einschraubbar
sind. Gegebenenfalls ist die Achse 5 in die feststehende
Nabe 17 eingeklebt. Die Trägerhülse 27 ist fest in
die feststehende Nabe 17 eingeschraubt und spannt dabei
den Innenring 28 der Laufrolle 8 ein. Auf das
andere Ende kann die verschiebbare Nabe 18 in einem veränderbaren
Abstand aufgeschraubt werden, wobei zwei O-Ringe 31 in
Nuten 30 der Trägerhülse 27 zum
Klemmen und zum Führen
der verschiebbaren Nabe 18 vorgesehen sind. Das Yo-Yo weist
besonders wenige Einzelteile auf und ist daher in der Montage besonders
vorteilhaft. Durch die doppelte Führung mit zwei Reibringen 31 wird
eine gute Laufruhe erzielt.
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Die 12 bis 18 zeigen
besonders bevorzugte Ausführungsformen,
bei denen die Laufrolle 8 zur Erzielung der Freilaufeigenschaft
ein Lager aufweist und die Achse 5 einstückig ausgebildet
ist. Bei den dort dargestellten Ausführungsformen ist keine Trägerhülse 27 erforderlich,
so daß die
Fertigung besonders kostengünstig
erfolgen kann. Die konstruktiven Erfordernisse hinsichtlich Schwerpunkt,
Achslage und Führungsgenauigkeit
werden dabei realisiert.
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In
den 12 und 13 sind
verschiedene Varianten von Lagern dargestellt. Bei einem freilaufenden
Yo-Yo, das mit einer Schnurschlaufe an einer rotierenden Achse befestigt
ist, findet in der Freilaufstellung, d.h. bei abgewickelter Schnur,
eine Relativbewegung zwischen der stillstehenden Schnurschlaufe
und dem sich drehenden Yo-Yo
bzw. der sich drehenden Achse statt. Diese Relativbewegung zwischen
der Schnurschlaufe und einem mit dem Yo-Yo mitrotierenden Teil, z.B. der Achse
oder der fest ein gespannten Laufrolle, ist wegen der damit verbundenen
Abnutzung grundsätzlich
unerwünscht. Um
diese Relativbewegung zwischen Schnur, d.h. der Schnurschlaufe,
und der Laufrolle zu vermeiden, ist es sinnvoll, ein Element zwischenzuschalten,
das gegenüber
der Schnurschlaufe stillsteht und demgegenüber sich die Achse des Yo-Yos
dreht.
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Dieses
Element ist vorteilhafterweise so auszuführen, daß es unter der Relativbewegung
keinem oder nur einem geringen Verschleiß unterliegt, der Relativbewegung
nur einen geringen oder gar keinen Widerstand entgegensetzt und
diese Eigenschaften über
einen Drehzahlbereich von 0 bis ca. 10.000 Upm beibehält. Diese
Erfordernisse erfüllen
z.B. Kugellager, Nadellager oder Gleitlager, die in Holz, Kunststoff,
Metall oder anderen Materialien ausgeführt sein können.
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Eine
Besonderheit gilt hierbei hinsichtlich des Luftlagers, das spezifische "Gleiteigenschaften" aufweist. Bei hohen
Drehzahlen läuft
der von dem Luftlager gelagerte Ring, der beispielsweise eine Keramiklaufrolle
sein kann, auf einem Luftpolster, vergleichbar mit einer hydrodynamischen
Lagerung, so daß das
Yo-Yo frei laufen kann. Bei einer Reduzierung der Drehzahl bricht
das Luftpolster bei Unterschreiten einer Mindestdrehzahl zusammen,
wodurch sich normale Gleitreibung einstellt und der Ring von der
rotierenden Achse mitgenommen wird. Das Yo-Yo kehrt daher beim Unterschreiten
einer bestimmten Mindestdrehzahl automatisch in die Wurfhand zurück, sofern
dies nicht bereits zuvor durch die eingangs beschriebene Schnurbewegung
ausgelöst wird.
Diese Funktion entspricht einer drehzahlabhängigen Kupplung zwischen der
Achse und dem Ring, die bei hohen Drehzahlen ein nahezu ungebremstes Drehen
ermöglicht
und bei niedrigen Drehzahlen einen Kraftschluß herstellt.
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Die 12 zeigt
eine einstückige
Achse 5, die an beiden Enden ein Gewinde aufweist, mit
dem sie in die Naben 17, 18 eingeschraubt ist.
Die Laufrolle 8 ist auf einem Gleit- oder Luftlager auf
einem Wellenabsatz 43 der Achse 5 gelagert, wobei
der Wellenabsatz 43 etwas länger als die Breite der Laufrolle 8 ist,
so daß diese
beidseitig etwas Spiel hat. Die Achse 5 ist fest in die
Nabe 17 eingeschraubt, wozu ein Achsansatz 42 in
Form eines angedrehten Mehrkantes dient. Alternativ kann beispielsweise
an einem Ende oder an beiden Enden der Achse 5 ein Innensechskant
vorgesehen sein.
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Die
Nabe 18 ist mittels des Verstellgewindes 41 auf
der Achse 5 befestigt. Ein Drehen der Nabe 18 und
somit ein Verstellen der Spaltbreite wird durch den in der Ringnut 30 der
Achse 5 angeordneten Reibring 31 gehemmt. In der
oberen Hälfte
der Figur ist die Nabe 18 soweit wie möglich auf die Achse 5 aufgeschraubt.
Die in einer Doppelschlaufe um die Laufrolle 8 gelegte
Schnur 44 ist dadurch eingeklemmt, so daß die Laufrolle 8 sich
nicht mehr frei drehen kann. In der unteren Hälfte der Figur ist die Nabe 18 um
den Verstellbereich weiter nach außen geschraubt. Die Breite
des Spaltes 40 beträgt
in dieser Stellung ca. 1,2 mm, und die Länge des Verstellbereiches zwischen
den beiden dargestellten Stellungen beträgt ca. 0,6 mm. In der unteren
Hälfte
der Figur werden die Schnur 44 und die Schlaufen bzw. die Laufrolle 8 nicht
durch die Naben 17, 18 gebremst, so daß die Laufrolle 8 sich
frei drehen kann. Zwischen diesen beiden dargestellten Endwerten
liegen Zwischeneinstellungen, die kontinuierlich durch mehr oder
weniger weites Aufschrauben der Nabe 18 auf das Verstellgewinde 41 eingestellt
werden können.
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Die 13 zeigt
in einer Abwandlung zu 12 eine Laufrolle 8 mit
einem Gleit- oder Luftlager, das auf einer Laufbuchse 45 angeordnet
ist. Die Laufbuchse 45 ist zwischen dem Achsansatz 42 und der
Nabe 17 fest eingespannt und etwas länger als die Breite der Laufrolle 8,
so daß die
Laufrolle 8 beidseitiges Spiel aufweist und sich drehen
kann, wenn sie nicht von der Schnur festgeklemmt ist. Auch in dieser
Figur ist in der oberen Hälfte
die eingeschraubte und in der unteren Hälfte die herausgeschraubte
Endstellung der Nabe 18 auf der Achse 5 dargestellt.
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Die 14 zeigt
ein erfindungsgemäßes Yo-Yo
mit einer Ausbildung der Achse 5 und des Lagers gemäß 13,
wobei das Lager ein Kugellager ist. Der Bereich des Lagers ist vergrößert in 15 dargestellt.
Der Innenring 28 des Lagers ist zwischen der Nabe 17 und
dem Achsansatz 42 eingespannt. Damit die Laufrolle 8 bzw.
der Außenring 29 nicht ebenfalls
mit eingespannt wird, sind eine Distanzscheibe 46 und ein
weiterer Achsansatz 47 mit kleinerem Durchmesser als der
Achsansatz 42 vorgesehen. In der oberen Hälfte der
Figur ist wiederum die ganz eingeschraubte Position und in der unteren Hälfte die
um den Verstellbereich herausgeschraubte Position der Nabe 18 dargestellt.
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Die 16 und 17 zeigen
die Schalen 1 und 2, wenn die Nabe 18 ganz
von der Achse 5 abgeschraubt ist. In dieser Position kann
man beispielsweise die mittels Schnappverbindungen 15, 16 auf den
Nabenteilen 13, 14 befestigten Schwungteile 11, 12,
beispielsweise durch eine Umstülpbewegung
der Schwungteile 11, 12, auswechseln oder die
Schnur 44 austauschen. Erforderlichenfalls kann auch der Reibring 31 erneuert
werden. Es ist zu erkennen, daß auch
in diesem auseinander geschraubten Zustand des Yo- Yos sämtliche
Kleinteile fest fixiert und somit unverlierbar sind.
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Die 18 zeigt
eine angeschnittene Explosionsdarstellung zu 14, in
der die Einzelteile des Yo-Yos zu erkennen sind. Es weist umstülpbare Schwungteile 11, 12 auf.
Die Achse 5 ist einstückig, wobei
die stirnseitigen Enden zur Erleichterung der Montage geeignete
Vertiefungen, beispielsweise einen Innensechskant aufweisen können. Die
stirnseitigen Enden der Achse 5 sind mit einem Gewinde versehen,
das mit einem korrespondierenden Gewinde in den Nabenteilen 13, 14 zusammenwirkt.
In dem ersten Nabenteil 13 ist der Innenring 28 der
Laufrolle 8 eingespannt, wozu ein abgedrehter Sechskantansatz
der Achse dient. Ferner trägt
die Achse 5 den Reibring 31 in einer Ringnut 30,
der durch seine Klemmwirkung das Verdrehen des zweiten Nabenteils 14,
das in einem Gewinde des anderen Endes der Achse 5 läuft, hemmt.
Durch Drehen des Nabenteils 14 kann somit der Abstand der
beiden Schalen 1, 2 zueinander verstellt werden.
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Die
Schwungteile 11, 12 weisen zentrale Öffnungen
auf, deren Rand im Querschnitt trapezförmig profiliert ist. Dieser
Rand greift keilriemenartig in korrespondierende Rillen 49, 50 der
Nabenteile 13, 14 ein, wodurch aufgrund eines
Keilriemeneffektes eine erhöhte
Reibung zwischen den Schwungteilen 11, 12 und
den Nabenteilen 13,14 und somit ein fester Sitz der
Schwungteile 11, 12 erzielt wird. Die Flankenwinkel
der trapezförmigen
Ränder
der Schwungteile 11, 12 sind entsprechend angepaßt und optimiert.
Die Schwungteile 11, 12 sind von einer dargestellten, konkaven
Form in eine konvexe Form umstülpbar, wobei
sich der Durchmesser der zentralen Öffnung vergrößert und
die Schwungteile 11, 12 leichter auf die Nabenteile 13, 14 aufgesetzt
werden können,
wo sie zur Fixierung in die konkave Form zurückgestülpt werden können.