DE1101871B

DE1101871B - Device for the frictional connection of a hub with a shaft

Info

Publication number: DE1101871B
Application number: DEK31656A
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Mikas Baublys; Eugen Sigloch
Original assignee: KONSTRUKTIONSBUERO DR BAUBLYS
Current assignee: KONSTRUKTIONSBUERO DR BAUBLYS
Priority date: 1957-04-11
Filing date: 1957-04-11
Publication date: 1961-03-09

Description

Vorrichtung zur reibungsschlüssigen Verbindung einer Nabe mit einer Welle Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur reibungsschlüssigen Verbindung einer Nabe mit einer Welle mittels zusammenwirkender Schraubenfedern, von denen die eine mit ihrem äußeren Umfang an der Innenseite der Nabe, die andere mit ihrem inneren Umfang .an der Welle anliegt.Device for the frictional connection of a hub with a Shaft The invention relates to a device for frictional connection a hub with a shaft by means of cooperating coil springs, one of which one with its outer circumference on the inside of the hub, the other with its inner circumference .an rests on the shaft.

Es .sind Vorrichtungen dieser Artbekannt, bei denen auf der Welle angeordnete Federungselemente durch axiales Zusammenpressen einerseits gegen die Welle und andererseits gegen die Nabe gepreßt werden, um eine lösbare Verbindung zwischen Welle und Nabe herzustellen. Die Federungselemente ,sind dabei unter sich frei und kehren :in ihre nicht wirksame Ausgangsstellung auf Grund ihrer Federwirkung zurück, sobald der axiale Anpreßdruok aufgehoben wird.There are devices of this type known, in which on the shaft arranged suspension elements by axial compression on the one hand against the Shaft and on the other hand pressed against the hub to a releasable connection between shaft and hub. The suspension elements are among themselves free and sweep: in their ineffective starting position due to their spring action back as soon as the axial pressure is released.

Diese bekannten Vorrichtungen haben einen verhältnismäßig geringen Wirkungsgrad, weil ein hoher Axialdruck .erforderlich ist, um eine kraftschlüssige Verbindung zwischen der Welle -und der Nabe herzustellen. Der Wirkungsgrad ist aber auch deshalb gering, weil dem Druck der Federungselemente gegen die Welle einerseits und die Nabe andererseits der Gegendruck der Federungselemente gegenübersteht.These known devices have a relatively low Efficiency because a high axial pressure is required to achieve a force-fit Establish connection between the shaft and the hub. The efficiency is however also low because the pressure of the suspension elements against the shaft on the one hand and the hub, on the other hand, faces the back pressure of the suspension elements.

Es sind auch andere Kupplungen sowie Bremsen und Mitnehmerverbindungen bekannt, bei denen das Prinzip der Umschlingungsreibung -in der Weise angewendet wird, daß eine einfache, -dem Durchmesser der Welle angepaßte Feder um diese herumgeführt und über ein Ende .derselben kraftschlüssig entweder mit der Welle oder mit der Nabe verbunden ist. Diese kraftschlüssige Verbindung eines Federendes mit der Nabe oder mit der Welle bereitet fast immer Schwierigkeiten, weil die Befestigung zum Austausch der Feder lösbar sein muß und weil,die Feder im Bereich der Befestigungsstelle häufig überbeansprucht wird und bricht.There are also other clutches as well as brakes and driver connections known, in which the principle of wrap-around friction-applied in the way is that a simple, -the diameter of the shaft adapted spring is guided around this and over one end of the same force-fit either with the shaft or with the Hub is connected. This frictional connection of a spring end with the hub or with the shaft almost always causes difficulties because the attachment to the Exchange of the spring must be releasable and because the spring in the area of the attachment point is often overused and breaks.

Demgegenüber soll nun durch die erfindungsgemäße Vorrichtung eine Verbindung von Welle und Nabe geschaffen werden, die unter Ausnutzung der sogenannten Seilreibung praktisch ohne Axialdruck als kraftschlüssig bezeichnet werden kann. Dies wird bei einer Vorrichtung,der eingangs genannten Art dadurch erreicht, daß die Federn an je einem Ende oder im Bereich ihrer Mitte kraftschlüssig miteinander verbunden sind.In contrast, the device according to the invention is now intended to provide a Connection of shaft and hub are created, taking advantage of the so-called Rope friction can be described as non-positive with practically no axial pressure. This is achieved in a device of the type mentioned in that the springs at one end or in the area of their middle frictionally with one another are connected.

Die Umschlingungsreibung,der auf die Welle wirkenden Feder überträgt sich dabei kraftschlüssig auf die gegen die Nabe wirkende Feder. Werden zwei Federn verwendet, die an einem äußeren Ende miteinander verbunden sind, wird zwischen der Welle und ; der Nabe in einer Drehrichtung der Welle ein Freilauf, im anderen Drehsinn eine starre Verbindung hergestellt. Diese starre Verbindung kann auf beide Drehrichtungen der Welle erstreckt werden, wenn die beiden Schraubenfedern im Bereich ihrer Mitte miteinander verbunden sind oder wenn beispielsweise vier Schraubenfedern Verwendung finden, deren innere Enden miteinander oder paarweise verbunden, beispielsweise verschweißt sind.The wrap-around friction that is transmitted by the spring acting on the shaft thereby frictionally on the spring acting against the hub. Become two feathers used, which are connected to one another at an outer end, is used between the Wave and; the hub has a freewheel in one direction of rotation of the shaft, in the other direction of rotation a rigid connection established. This rigid connection can be used in both directions of rotation the shaft can be extended when the two coil springs are in the area of their center are connected to each other or if, for example, four coil springs are used find whose inner ends are connected to each other or in pairs, for example are welded.

Die über- und ineinander angeordneten Federn sind dabei gleichläufig, die nebeneinander angeordneten Federn gegenläufig gewunden. Da die an den Federn angreifenden Kräfte zur Verbindungsstelle hin stark zunehmen und bei -einer größeren Windungszahl sehr hohe Werte annehmen können, kann der Querschnitt der Federn im Bereich ihrer Verbindung am größten sein und zu den freien Enden hin vorzugsweise gleichmäßig abnehmen.The springs arranged one above the other are in the same direction, the springs arranged next to one another are wound in opposite directions. Since those on the springs attacking forces towards the connection point strongly increase and with a larger one Number of turns can take on very high values, the cross-section of the springs in the The area of their connection should be greatest and preferably towards the free ends decrease evenly.

Auf der Zeichnung ist der Gegenstand der Erfindung in verschiedenen Ausführungsbeispielen veranschaulicht, und zwar zeigt Fig.1 eine teilweise geschnittene Darstellung der Vorrichtung mit zwei zylindrischen Schraubenfedern mit rundem Querschnitt, die an je einem Ende miteinander verbunden sind, Fig.2 eine der Fig.1 entsprechende Darstellung, bei der die Schraubenfedern im Bereich ihrer Mitte miteinander verbunden sind, Fig. 3 eine den Fig. 1 und 2 entsprechende Darstellung mit zwei zylindrischen Schraubenfedern mit rechteckigem Querschnitt, die an ihrem einen Ende miteinander verbunden sind, Fig. 4 eine den Fig. 1 und 3 entsprechende Darstellung der Vorrichtung mit zwei im Querschnitt trapezförmigen Schraubenfedern, Fig.5 eine den Fig. 1, 3 und 4 entsprechende Dar-Stellung mit im Querschnitt dreieckigen Schraubenfedern, Fig.6 eine der Fig.1 entsprechende Darstellung mit einer besonderen Verbindung der beiden Schraubenfederenden, Fig.7 eine der Fig.1 entsprechende Darstellung mit flachen Schraubenfedern, Fig.8 eine Darstellung der Vorrichtung mit zwei nebeneinander angeordneten, gegenläufigen Schraubenfedern, Fig.9 ein Anwendungsbeispiel der Vorrichtung gemäß Fig.1 und Fig. 10 und 11 ein Anwendungsbeispiel der Vorrichtung gemäß Fig.2 in zwei verschiedenen Wirkungsstellungen.In the drawing, the subject of the invention is in various Exemplary embodiments illustrated, namely Figure 1 shows a partially sectioned Representation of the device with two cylindrical coil springs with a round cross-section, which are connected to one another at one end, FIG. 2 one of FIG. 1 corresponding Representation in which the coil springs are connected to one another in the area of their center 3 shows a representation corresponding to FIGS. 1 and 2 with two cylindrical ones Coil springs with a rectangular cross-section, which at one end with each other 4 shows a representation of the device corresponding to FIGS. 1 and 3 with two coil springs trapezoidal in cross-section, Fig.5 a 1, 3 and 4 corresponding Dar position with triangular cross-section coil springs, 6 shows a representation corresponding to FIG. 1 with a special connection of the two coil spring ends, Figure 7 a representation corresponding to Figure 1 with flat Coil springs, Fig. 8 a representation of the device with two arranged side by side, counter-rotating coil springs, FIG. 9 an application example of the device according to 1 and FIGS. 10 and 11 show an application example of the device according to FIG. 2 in two different positions of activity.

In den dargestellten Ausführungsbeispielen sind die Welle mit 1, die Nabe mit 2 und die an -der Welle angreifenden Schraubenfedern mit Bezugszeichen in der Zehnerreihe und idie an der Nabe angreifenden Schraubenfedern mit Bezugszeichen in der Zwanzigerreihe bezeichnet.In the illustrated embodiments, the shaft with 1, the Hub with 2 and the helical springs acting on the shaft with reference numerals in the row of ten and i the helical springs acting on the hub with reference numerals marked in the twenties.

Bei dem in Fig. 1 gezeigten Ausführungsbeispiel ist die der Welle 1 zugeordnete Feder 10 mit der ider Nabe 2 zugeordneten Feder 20 auf Lücke gestellt, wobei :der Windungssinn beider Federn 10 und 20 gleichläufig ist. Die beiden Federn 10 und 20 sind .an j e einem Ende verbunden, und zwar .bei diesem Ausführungsbeispiel durch eine Zurückbiegung 3 des Federdrahtes. Bei dieser Ausführung wirkt -die Vorrichtung als Freilauf, d. h. die in Pfeilrichtung gedrehte Welle 1 nimmt die Nabe 2 mit, die in entgegengesetzter Richtung umlaufende Welle läuft frei.In the embodiment shown in Fig. 1, that of the shaft 1 assigned spring 10 with the ider hub 2 assigned spring 20 placed on a gap, where: the direction of winding of both springs 10 and 20 is the same. The two feathers 10 and 20 are connected at one end to each, in this embodiment by bending back 3 of the spring wire. In this embodiment, the device works as a freewheel, d. H. the shaft 1 rotated in the direction of the arrow takes the hub 2 with it, the shaft rotating in the opposite direction runs freely.

Bei dem in Fig.2 gezeigten Ausführungsbeispiel sind die beiden Federn 11 und 21 im Bereich ihrer Mitte, beispielsweise durch Verschweißen verbunden. In diesem Fall nimmt die Welle l die Nabe 2 in beiden Drehrichtungen mit.In the embodiment shown in Figure 2, the two springs 11 and 21 connected in the region of their center, for example by welding. In In this case, the shaft 1 takes the hub 2 with it in both directions of rotation.

Die Vorrichtung gemäß Fig.3 entspricht im allgemeinen der in der Fig. 1 gezeigten Vorrichtung, jedoch sind die OOuerschnitte der beiden Federn 12 und 22 ihrer Beanspruchung entsprechend im Bereich ihrer Verbindungsstelle 4 am größten und nehmen vorzugsweise gleichmäßig zu ihren freien Enden hin ab. Der an der Verbindungsstelle 4 nahezu quadratische Querschnitt geht in einen rechteckigen Querschnitt über, wobei die Federwindungen der beiden Federn ineinander verlaufen.The device according to FIG. 3 corresponds in general to that in FIG. 1, but the OOuerschnitte the two springs 12 and 22 according to their stress in the area of their junction 4 at the greatest and preferably decrease evenly towards their free ends. The one at the junction 4 almost square cross-section merges into a rectangular cross-section, with the coils of the two springs run into each other.

Ähnliche Ausführungsformen zeigen Fng. 4 und 5, und zwar Fig.4 mit im Querschnitt trapezförmigen Schraubenfedern 13 und 23 b@zw. im Querschnitt @dreieckige Schraubenfedern 14 und 24.Similar embodiments are shown in Fng. 4 and 5, namely Fig.4 with in cross-section trapezoidal coil springs 13 and 23 b @ between. in cross-section @ triangular Coil springs 14 and 24.

Das in Fig.6 gezeigte Ausführungsbeispiel entspricht im allgemeinen dem in Fig.1 gezeigten, jedoch .sind in diesem Fall .die beiden ,Schraubenfedern 10 und 20 nicht durch eine Umbiegung miteinander verbunden, sondern durch eine besondere Verankerungsscheibe 5, die mit Bohrungen 6 zum Einsetzen der der Verankerungsscheilbe5 zugekehrten Endender Federn 10 und 20 versehen sind. Die Fig. 7 zeigt zwei übereinander angeordnete Flachfedern 15 und 25, !deren Querschnitte -sich nach dem freien Ende hin verringern.The embodiment shown in FIG. 6 corresponds in general to that shown in FIG Insertion of the ends of the springs 10 and 20 facing the anchoring washers 5 are provided. 7 shows two flat springs 15 and 25 arranged one above the other, the cross sections of which decrease towards the free end.

Bei -dem in Fig.8 gezeigten Ausführungsbeispiel sind ebenfalls zwei Flachfedern 16,und 26 vorgesehen, die nebeneinander auf der Welle sitzen und an ihren einander zugekehrten Enden verbunden sind. Diese beiden Federn 16 @unü 26 sind gegenläufig gewunden und winken als Freilauf in der einen Drehrichtung der Welle 1 und .als Mitnehmer @in der anderen Drehrichtung.In the embodiment shown in FIG. 8, two flat springs 16 and 26 are also provided, which sit next to one another on the shaft and are connected at their ends facing one another. These two springs 16 @ unü 26 are wound in opposite directions and wave as a freewheel in one direction of rotation of the shaft 1 and as a driver @ in the other direction of rotation.

Auch in Fig.9 ist ein Freilauf dargestellt, wobei die miteinander verbundenen Enden der beiden runden Schraubenfedern miteinander verschweißt sind.A freewheel is also shown in FIG connected ends of the two round coil springs are welded together.

Werden die .beiden Schraubenfedern in ider Weise ausgebildet, daß weder idie innere Feder 11 mit der Welle 1, noch die äußere Feder 21 mit der Nabe 2 in eine durchgehende Berührungsverbindung gelangen, so genügt ein Anlegen eines der äußeren Enden .der beiden im Bereich ihrer Mitte verbundenen Federn, um bei eintretendem Bedarf die Vorrichtung wirksam zu machen. Das Anlegen kann beispüelsweise durch eine an der Nabe 2 angreifende Rändelmutter 7 geschehen, wodurch sich,die im Bereich ihrer Mitte verbundenen Schraubenfedern 11 und 21 an die Welle 1 bzw. an die Nabe 2 anlegen und auf Grunid der damit einsetzenden Seilreibung eine feste Verbindung zwischen der Welle 1 und,der Nabe 2 herstellen, wie dies in Fig.11 gezeigt ist. Der Kraftweg verläuft in ider einen Drehrichtung der Welle 1 von dieser über den Bereich 11 a der Feder 11 und die Verbindungsstelle4 zum Bereich 21a der Feder 21 und schließlich zur Nabe 2, während in der anderen Drehrichtung (der Welle l der Kraftweg über den Bereich 11 b der Feder 11 und -die Verbindungsstelle 4 zum Bereich 21b der Feder 21 usw. führt.Are the .beiden coil springs formed in the same way that neither the inner spring 11 with the shaft 1, nor the outer spring 21 with the hub 2 come into a continuous contact connection, it is sufficient to create one of the outer ends of the two springs connected in the area of their middle to at to make the device effective as the need arises. The application can, for example happen by a knurled nut 7 acting on the hub 2, whereby the coil springs 11 and 21 connected in the area of their middle to shaft 1 or on the hub 2 and on the basis of the resulting rope friction a firm Establish the connection between the shaft 1 and the hub 2, as shown in Fig.11 is. The force path runs in one direction of rotation of the shaft 1 from this over the area 11 a of the spring 11 and the connection point 4 to the area 21 a of the spring 21 and finally to the hub 2, while in the other direction of rotation (the shaft l the force path over the area 11 b of the spring 11 and -the connection point 4 to Area 21b of the spring 21, etc. leads.

Die Rändelmutter 7 dient also bei dem gezeigten Ausführunigsbeispiel nicht zum axialen Verspannen der beiden Federn 11 und 21, sondern l.eidiglich zum Anlegen der Feder 11 an den Umfang -der Welle l bzw. der Feder 21 an die Innenwandung der Nabe 2. -Dabei .genügt ein Einschrauben der Rändelmutter 7 ohne besonderen Kraftaufwand. Auch das Lösen der Verbindung zwischen Welle und Nabe geschieht umgekehrt in gleidh einfacher und müheloser Weise.The knurled nut 7 is therefore used in the embodiment shown not for the axial tensioning of the two springs 11 and 21, but only for the Apply the spring 11 to the circumference of the shaft 1 or the spring 21 to the inner wall the hub 2. - It is sufficient to screw in the knurled nut 7 without any special effort. The loosening of the connection between the shaft and the hub is also done in reverse easier and more effortless way.

,Die Nabe oder die Welle oder ,beide können auch konisch oder .abgesetzt ausgebildet sein. Voraussetzung ist lediglich, idaß die zugeordnete Feder dieser Form angepaßt ist., The hub or the shaft or, both can also be conical or stepped be trained. The only requirement is that the associated spring must be used Shape is adapted.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Device for frictional connection a hub with a shaft by means of cooperating coil springs, one of which one with its outer circumference on the inside of the hub, the other with its inner circumference rests on the shaft, characterized in that the springs on each at one end or in the region of their center are connected to one another in a force-locking manner.

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the cross section of the Springs is greatest in the area of their connection and decreases towards the free ends.

3. Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that the two springs are arranged one above the other and coiled in the same direction.

4. Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that the two helical springs are arranged next to one another and are wound in opposite directions. Publications considered: German patent specification No. 926,706; U.S. Patent No. 1212,298; French patent specification No. 515 015.