DE325595C - Ratchet gear - Google Patents

Description

Schaltradgetriebe. Die Erfindung bezieht sich auf Schaltradgetriebe, die aus um eine gemeinsame Welle angebrachten ringförmigen Elementen bestehen, wobei die Reibungsfläche zwischen dem treibenden und dem mitnehmenden Element aus einer Schraubenfläche besteht, während die Reibungsfläche zwischen dem mitnehmenden und dem angetriebenen Element aus einer kegeligen Fläche besteht. Bei den bisher bekannten Schaltradget.rieben dieser Gattung war es unmöglich, einen gewissen toten Gang zu vermeiden. Außerdem war stets eine sehr wesentliche Kraft erforderlich, um den Eingriff zwischen den einzelnen Elementen beim Rückgang zu lösen. Diese Nachteile haben derartige Schaltradgetriebe unzuverlässig und für eine ganze Reihe von Zwecken unverwendbar gemacht, für welche sie sonst zweckmäßig sein würden.Ratchet gear. The invention relates to ratchet gears, consisting of annular elements mounted around a common shaft, wherein the friction surface between the driving and the driving element from one Helical surface exists, while the friction surface between the driving and the driven element consists of a conical surface. With the previously known Switching wheel drives of this type made it impossible to achieve a certain dead gear avoid. In addition, a very substantial force was always required to perform the procedure to resolve between the individual elements in the fall. These disadvantages have such disadvantages Ratchet gears unreliable and unusable for a number of purposes made for which they would otherwise be useful.

Die Erfindung bezweckt, ein Schaltradget .iebe der angegebenen Art zu schaffen, dem die genannten Nachteile nicht anhaften. Das Hauptmerkmal der Erfindung besteht darin, d'aß der Steigungswinkel der Schraubenfläche größer ist als der doppelteRei@bungs-. winkel der Schraubenfläche, aber geringer als die Summe des genannten Reibungswinkels und des ideellen Reibungswinkels des angetriebenen Elementes, während der Kegelwinkel größer ist als der doppelte Reibungswinkel für die kegelge Fläche. Durch diese Wahl der Winkel wird die Vorrichtung selbstsper= send während des Vorwärtstreibens, aber selbstauslösend, sobald die Treibkraft zu wirken aufhört.The aim of the invention is to provide a ratchet gear of the specified type to create, which does not adhere to the disadvantages mentioned. The main feature of the invention consists in that the helix angle of the helical surface is greater than twice the friction. angle of the helical surface, but less than the sum of the specified angle of friction and the ideal angle of friction of the driven element, while the cone angle is greater than twice the angle of friction for the conical surface. By this choice the angle becomes self-locking = send during propulsion, but the device self-releasing as soon as the driving force stops working.

Die Erfindung ist in der Zeichnung beispielsweise durch zwei Ausführungsformen dargestellt.The invention is shown in the drawing, for example, by means of two embodiments shown.

Fig. r zeigt einen achsialen Schnitt und Fig.2 eine Endansicht eines Schaltradgetriebes nach der einen Ausführungsform.FIG. R shows an axial section and FIG. 2 shows an end view of one Ratchet gear according to one embodiment.

Fig. 3 zeigt eine Abwicklung des treibenden Teiles und des miinehmenden Elementes dieses Schaltradgetriebes.Fig. 3 shows a development of the driving part and the driving part Element of this ratchet gear.

Fig. q. zeigt einen achsialen Schnitt und Fig.5 einen Querschnitt eines Schaltrad:-getriebes nach der anderen Ausführungsform der Erfindung.Fig. Q. shows an axial section and FIG. 5 a cross section a ratchet gear: transmission according to the other embodiment of the invention.

Fig. 6 zeigt eine Abwicklung. des treibenden und des mitnehmenden Elementes dieses Schaltradgetr.iebes.Fig. 6 shows a development. the driving and the driving Element of this ratchet gear.

In der in Fig. i bis 3 dargestellten Ausführungsform bezeichnet 'i eine Welle, die durch das Schaltradgetriebe angetrieben werden- soll. Auf dieser Weile ist ein kegeliger Ring 2 festgeschraubt, der in eine entsprechende kegelige Ausnehmung in einem die Weile i lose umgebenden Ring 3 eingreift, dessen vom Kegel 2 abgekehrte Stirnfläche mit einer Anzahl (z. B. drei-) Zähnen q. versehen ist, die. durch Schraubenflächen 5 und achsiale Flächen 6 begrenzt sind. Zwischen, der achsialen Fläche G eines Zahnes q. und der Schraubenfläche 5 des benachbarten Zahnes liegt eine radiale Fläche Die Schraubenflächen 5 legen sich auf entsprechende Flächen ähnlicher Zähne 8 eines die Welle i ebenfalls drehbar umgebenden Ringes'9. Der Ring 9 ist in eine über die Teile 3 und 2 geschobene Hülse 12 eingeschraubt, deren Bodenfläche sich gegen die Grundfläche des Kegels 2 anlegt. Die Hülse isst mit einem radialen Vorsprung 13 versehen, der entweder ein Handgriff oder ein hin und .her schwingbarer Maschinenteil sein kann.In the embodiment shown in FIGS. I to 3, 'i denotes a shaft which is to be driven by the ratchet gear. At this point, a conical ring 2 is screwed tight, which engages in a corresponding conical recess in a ring 3 loosely surrounding the time i, the end face of which, facing away from the cone 2, has a number (e.g. three) teeth q. is provided that. are limited by helical surfaces 5 and 6 axial surfaces. Between, the axial surface G of a tooth q. and the helical surface 5 of the adjacent tooth lies a radial surface. The helical surfaces 5 lie on corresponding surfaces of similar teeth 8 of a ring'9 which also rotatably surrounds the shaft i. The ring 9 is screwed into a sleeve 12 pushed over the parts 3 and 2, the bottom surface of which rests against the base surface of the cone 2. The sleeve is provided with a radial projection 13, which can either be a handle or a machine part that can swing back and forth.

Zwischen den achsialen Begrenzungsflächen der Zähne 4 und 8 werden Zwischenräume io gebildet: --In-j.edem Zwischenraum ist eine sich gegen die Flächen 4 und 8 stützende Druckfeder i i untergebracht: Die Federn i i sind bestrebt, den Teil 3 derart zu drehen, daß er gegen den Teil 2 bewegt wird, und sind so bemessen, daß der Teil 3 ohne nennenswerten Druck in Anlage am Teile gehalten wird.Between the axial boundary surfaces of the teeth 4 and 8 are Interstices formed: - In each interstice there is one against the surfaces 4 and 8 supporting compression spring i i housed: The springs i i strive to the To rotate part 3 so that it is moved against part 2, and are dimensioned so that part 3 is held in contact with the part without significant pressure.

In dem beschriebenen Schaltradgetriebe bildet die Hülse 1a mit dem Ring 9 den trei,-bend'en Teil und der Kegel .2 mit der Welle i den zu treibenden bzw. angetriebenen Teil, während der Ring 3 das mitnehmende Element zwischen diesen beiden Teilen bildet. Die Wirkungsweise der Vorrichtung ist im großen Ganzen wie folgt: Beim Drehen der Hülse 12 mit dem Ring 9 in der Richtung des Pfeiles a in Fig. 3 wird der Kegel 2 durch den von den Schraubenflächen auf den Teil 3 ausgeübten Druck zwischen dem Teil 3 und der Bodenfläche der Hülse 12 festgehalten, so daß er, und damit die Welle i, -in der Drehung der Hülse 12 mitgenommen werden. Sobald die Drehung der Hülse 12 in der genannten Richtung aufhört und der Druck auf den Teil 3 dadurch verschwindet, hört die Kupplung der Teile unmittelbar auf und die Hülse i2 kann zurückgedreht werden, ohne daß irgendwelche Kraft zur Lösung des Eingriffes zwischen den Teilen der Vorrichtung erforderlich ist. Die Vorrichtung arbeitet mit anderen Worten ohne toten Gang beim Vorwärtsdrehen und vollkommen stoßfrei beim Rückwärtsdrehen. Zwecks Erreichens dieses Erfolges ist die Vorrichtung derart gebaut, daß sie die folgenden Bedingungen erfüllt. Das mitnehmende Element 3 ist mit Bezug auf die Schraubenflächen dadurch selbstauslösend ausgeführt, daß der Steigungswinkel-der Schraubenfläche größer gemacht ist als der doppelte Reibungswinkel bei dieser Fläche. Ferner ist das mitnehmende Element mit Bezug auf die kegelige Fläche selbstauslösend, und zwar ist der Kegelwinkel größer als der doppelte Reibungswinkel für diese Fläche.In the ratchet transmission described, the sleeve 1a forms with the Ring 9 the three, -bend'en part and the cone .2 with the shaft i the one to be driven or driven part, while the ring 3 is the driving element between them forms both parts. The operation of the device is largely like follows: When rotating the sleeve 12 with the ring 9 in the direction of arrow a in Fig. 3 the cone 2 is exerted on the part 3 by the screw surfaces Pressure held between the part 3 and the bottom surface of the sleeve 12 so that he, and thus the shaft i, -in the rotation of the sleeve 12 are entrained. As soon the rotation of the sleeve 12 in said direction ceases and the pressure on the Part 3 disappears as a result, the coupling of the parts stops immediately and the Sleeve i2 can be turned back without using any force to release the engagement between the parts of the device is required. The device works with In other words, no dead gear when turning forward and completely smooth when turning Reverse rotation. In order to achieve this success, the device is built in such a way that that it meets the following conditions. The driving element 3 is related executed self-releasing on the helical surfaces in that the pitch angle-the Helical area is made larger than twice the angle of friction for that area. Furthermore, the driving element is self-releasing with respect to the conical surface, namely, the cone angle is greater than twice the angle of friction for this surface.

Wird der Steigungswinkel der Schrauben- i flache mit ui, der Kegelwinkel mit a2, der Rei- i bungswinkel in der Schraubenfläche mit und in der kegeligen Fläche mit p. bezeichnet, so werden die genannten Bedingungen somit folgende: z. ui .@ 2 pi - 2. U2 @ 2 Gg -Diese beiden Bedingungen sichern die Selbstauslösung der Vorrichtung.If the pitch angle of the screw i becomes flat with ui, the cone angle with a2, the angle of friction in the helical surface with and in the conical surface with p. referred to, the conditions mentioned are thus the following: z. ui. @ 2 pi - 2. U2 @ 2 Gg -These two conditions ensure the self-triggering of the device.

Damit die Vorrichtung im Betrieb, d. h. wenn das mitnehmende Element 3 dem Druck des Teiles 9 ausgesetzt ist, selbstsperrend wirkt, ist es erforderlich, daß der Steigungswinkel der Schraubenfläche geringer ist als die Summe des Reibungswinkels dieserFläche und -des ideellen Reibungswinkels des Kegels, oder, durch eine Formel ausgedrückt: 3. ui ä pi -j- p3 wo p3 den genannten ideellen Reibungswinkel bezeichnet. p.. wird, -wie bekannt, durch die Gleichung bestimmt: Bei der oben -beschriebenen Ausführungsform muß der Kegelwinkel so gering gewählt werden, daB er nur unwesentlich von dem Reibungswinkel in der kegeligen Fläche abweicht, weshalb sehr genaue Bemessung des Kegelwinkels erforderlich ist, um Festklemmen zu verhindern, während am derersei ts eine reichliche Schmierung Gleiten verursachen kann, so daß auch die Schmierung genau eingestellt werden muß. Es kann deshalb wünschenswert sein, den Kegel in Bezug Verhältnis wenig empfindlich zumachen. Dies d-erreicht, wenn man den i einfachen Kegel durch einen Doppelkegel ersetzt.- Eine Ausführungsform eines mit Doppelkegel versehenen Schaltradgetriebes ist. in Fg. 4 bis 6 dargestellt. .In order for the device to have a self-locking effect during operation, ie when the driving element 3 is exposed to the pressure of the part 9, it is necessary that the angle of inclination of the helical surface is less than the sum of the angle of friction of this surface and the ideal angle of friction of the cone, or expressed by a formula: 3. ui ä pi -j- p3 where p3 denotes the ideal angle of friction mentioned. p .. is, -as known, by the equation determined: In the embodiment described above, the cone angle must be chosen so small that it deviates only insignificantly from the friction angle in the conical surface, which is why very precise measurement of the cone angle is necessary to prevent jamming, while on the other hand, an abundant lubrication Can cause sliding, so that the lubrication must be precisely adjusted. It can therefore be desirable to make the cone less sensitive in relation to the ratio. This is achieved by replacing the simple cone with a double cone. An embodiment of a ratchet gear mechanism provided with a double cone is. shown in FIGS. 4 to 6. .

Der angetriebene Teil dieses Schaltradgetriebes besteht aus dem Kegele, der verschiebbar aber nicht drehbar auf der Welle 1 angebracht ist. Das mitnehmende Element besteht aus zwei mit kegeli en Ausnehmung en versehenen 31, 3=, die mittels Zähnen 15.,i imandergrei en, so daß sie von- und gegeneinander verschoben, nicht aber gegeneinander gedreht werden können. -Der 31 ist auf die gleiche Weise wie der Ring 3 der oben beschriebenen Ausführungsform auf seiner vom I egel2 abgekehrten Stirnfläche mit Zähnen-. versehen, die durch Schraubenflächen 5 und achsiale Flächen 6 begrenzt sind. schrägen Flächen s dieser Zähne liegen an .entsprechenden Flächen von Zähnen 8 des treibenden Teiles 9 an, der auch bei dieser Ausführungsform in einer mit einem radialen Handgriff 13 versehenen Hülse 12, eingeschraubt ist. Der Teil 3= des mitnehmenden Organes legt sich mit seiner vom Kegel 2 abgekehrten Stirnfläche gegen einen auf der Welle z festgeschraubten Ring 16. Auf einem Absatz 17 dieses Ringes ruht der Boden der Hülse z2, der bei dieser Ausführungsform nur aus einem schmalen- Flansch besteht.The driven part of this ratchet gear consists of the cone, which is slidably but not rotatably mounted on the shaft 1. The enthralling Element consists of two with conical recesses 31, 3 =, which by means of Teeth 15., i mesh so that they are shifted from and against each other, not but can be rotated against each other. -The 31 is the same way as the ring 3 of the embodiment described above on its turned away from the I egel2 Frontal surface with teeth. provided by helical surfaces 5 and axial surfaces 6 are limited. inclined surfaces s of these teeth are on. Corresponding surfaces from Teeth 8 of the driving part 9, which is also used in this embodiment is screwed into a sleeve 12 provided with a radial handle 13. The part 3 = of the driving organ lies with its facing away from the cone 2 Face against a ring 16 screwed onto the shaft z. On a shoulder 17 of this ring rests the bottom of the sleeve z2, which in this embodiment only consists of a narrow flange.

Bei dieser Ausführungsform sind zwecks Erreichens von Selbstauslösung und von Selbstsperrung während des Betriebes die oben durch die Gleichungen 1,:2 und 3 ausgedrückten Bedingungen erfüllt. Zu dem Ausdruck für tgp" kommt in diesem Falle eine Größe, die von der Reibung zwischen dem oberen mitnehmenden Element 32 und den angetriebenen Teilen 2 und 16 abhängt. Es kann nun mathematisch festgestellt werden, daß die für die richtige Wirkung der Vorrichtung erforderlichen Bedingungen mit einem -wesentlich höheren Wert für a., d. h. für den Kegelwinkel, als - bei den erstbeschriebenen Ausführungsformen erfüllt werden. Die Wirkungsweise ist im übrigen ähnlich.In this embodiment, in order to achieve self-timer and of self-locking during operation the above by equations 1,: 2 and 3 conditions expressed are met. The expression for tgp "comes in this Fall of a size that depends on the friction between the upper driving element 32 and the driven parts 2 and 16 depends. It can now be determined mathematically that the conditions necessary for the proper operation of the device with a significantly higher value for a., d. H. for the cone angle, as - at the first-described embodiments can be satisfied. The mode of action is in rest similar.

Claims (3)

PATENT-AN SPRÜCHE: 'i. Schaltradgetriebe aus auf einer gemeinsamen Welle angebrachten ringförmigen Elementen mit einer schraubenförmigen Reibungsfläche zwischen dem treibenden und dem mitnehmenden Element und einer kegeligen Reibungsfläche zwischen dem mitnehmenden und dem angetriebenen Element, dadurch gekennzeichnet, daß der Steigungswinkel der Schraubenfläche größer ist als der doppelteReibungswinkel für die Schraubenfläche, aber geringer als die Summe des genannten Reibungswinkels und des ideellen Reibungswinkels des angetriebenen Elementes,- während der Spitzenwinkel der kegeligenFläche größer ist als der doppelte Reibungswinkel für die kegelige Fläche. PATENT REQUIREMENTS: 'i. Ratchet gear made of annular elements mounted on a common shaft with a helical friction surface between the driving and the driving element and a conical friction surface between the driving and the driven element, characterized in that the helix angle of the helical surface is greater than twice the friction angle for the helical surface, but less than the sum of the said friction angle and the ideal friction angle of the driven element, - while the apex angle of the conical surface is greater than twice the friction angle for the conical surface. 2. Schaltradgetriebe nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Schraubenfläche zwischen dem treibenden Eleinent (9) und dem mitnehmenden Element (3) aus den schrägen Flächen von zusammenwirkenden Zähnen (d. und 8) der Elemente besteht, wobei Druckfedern (i i) zwischen den Zähnen (4., 8) angeordnet sind. 2. ratchet transmission according to claim i, characterized in that the screw surface between the driving element (9) and the driving element (3) from the inclines Faces of cooperating teeth (d. And 8) of the elements, being compression springs (i i) are arranged between the teeth (4, 8). 3. Schaltradgetriebe nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß das angetriebene Element (2) aus einem doppelten Kegel' besteht, wobei das mitnehmende Element aus zwei gegeneinander verschiebbaren, aber nicht gegeneinander drehbaren Teilen W, 32) besteht, die an je einer der Kegelflächen anliegen.3. ratchet transmission according to claim i, characterized in that the driven element (2) consists of a double cone ', wherein the driving element consists of two mutually displaceable, but not mutually rotatable parts W , 32), which on each of the conical surfaces issue.