DE2001399A1

DE2001399A1 - Freilaufkupplung

Info

Publication number: DE2001399A1
Application number: DE19702001399
Authority: DE
Inventors: Jakob-Schild Edwin Fernand; Urs Giger
Original assignee: Ebauchesfabrik ETA AG
Current assignee: Ebauchesfabrik ETA AG
Priority date: 1969-01-16
Filing date: 1970-01-14
Publication date: 1971-07-22
Also published as: CH532807A; FR2028436B1; US3623582A; CH57169A4; DE2001399B2; DE2001399C3; FR2028436A1; GB1287363A

Description

DipWng. K. ·--·—^ 200 Ί

Dip!.-!-n. E.

Saarbrücken

Noisauerstrasse 5 - Tel. 24433

Eta A.G. Ebauches-Fabrik Grenchen / SO

Freilaufkupplung

Gegenstand der Erfindung ist eine Freilaufkupplung mit einem Paar gleichachsiger Räder und mindestens einem dazwischen nachgiebig angeordneten Sperrglied, das in einem Drehsinn des einen Rades in bezug auf das andere einrastet und somit beide Räder miteinander drehfest verbindet und im anderen Drehsinn über die Raststellen dank seiner nachgiebigen Anordnung hinwegspringt.

Die bekannten Freilaufkupplungen dieser Gattung haben gegenüber Freilaufkupplungen anderer Gattungen den Vorteil der Einfachheit, indem ihr meistens aus federndem Material hergestelltes Sperrglied als einziges zusätzliches Werkstück zwischen den Rädern aultritt. .

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Da die Sperrglieder dieser bekannten Freilaufkupplungen auf Druck und Biegung beansprucht sind, eignen sie sich nicht zur Uebertragung grösserer Drehmomente. Zur Vermeidung einer Knickung oder sonstigen Ueberbeanspruchung des Sperrglieds müsste dieses so kräftig sein, dass es nur hart nachgeben und daher eine unzulässige Reibung verursachen würde.

Demgegenüber hätte eine Freilaufkupplung mit starren, federbelasteten Sperrgliedern wiederum den Nachteil, dass sie aufwendiger wäre, indem Sperrglied und zugeordnete Feder getrennt hergestellt und eingebaut werden müssten.

Es sind zwar federlose Freilaufkupplungen mit starren Sperrgliedern bekannt, bei denen Grate zwischen den Raststellen die Sperrglieder formschlüssig hin und her zu schwenken zwingen.

Da bei diesen bekannten Kupplungen jedes Sperrglied mindestens lOmal hin und lOmal her pro Radumdrehung schwenken muss, würde offensichtlich keine Lagerungsart desselben den sich bei hohen Umlaufgeschwindigkeiten von einigen tausend Umdrehungen pro Minute ergebenden Anforderungen standhalten.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht nun in der Schaffung einer Freilaufkupplung der eingangs erwähnten Gattung, die sich unter Beibehaltung des erwähnten Vorteils der Einfachheit zur Uebertragung von grösseren Drehmomenten bei hohen Umlaufgeschwindigkeiten tadellos eignet.

Erfindungsgemäss wird dies durch eine Kupplung erreicht, die sich dadurch kennzeichnet, dass die beiden einander zugewendeten Radseiten je mit einer in einer Kreisringzone angeordneten Reihe von gegenüberliegenden Raststellen versehen sind und das starr ausgebildete, zwischen den Raststellen beider Bäder liegende,

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ihre Reihen entlang verlaufende Sperrglied in der Längsmitte durch einen nachgiebigen, mit einem Torsionsmoment vorgespannten, radialen Arm gehalten ist, der das Sperrglied mit einer auf die gemeinsame Welle beider Räder gesetzten Nabe verbindet.

Ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemässen Freilaufkupplung ist in beiliegender Zeichnung dargestellt und zwar zeigt

Pig. I einen Schnitt

Fig. 2 eine Draufsicht und ^

Fig. 3 einen Schnitt längs Linie A-B von Fig. 2 des betreffenden .Ausführungsbeispiels.

Die dargestellte Freilaufkupplung ist zwischen den zwei, auf der gemeinsamen Welle 1 sitzenden Rädern 2 und 3 angeordnet. Während das Rad 2 auf einem Bund 4 der Welle 1 lose sitzt, ist das Rad 3 auf einem mit Pressitz auf die Welle 1 gesetzten Ritzel 5 vernietet.

Die Wirkung der Freilaufkupplung wird durch ein einziges zwischen den Rädern 2 und 3 liegendes¹ausgestanztes Werkstück 6 gewährleistei. Dieses Werkstück besteht aus einer auf dem Wellenbund 4 lose sitzenden Nabe 7» drei von dieser Nabe herausspringenden, um deren Achse regelmässig verteilten schmalen radialen Armen 8, 9, IO und drei je am Ende eines dieser Arme befindlichen, die Sperrglieder der Freilaufkupplung bildenden Fortsätzen 11, 12, 13* Wie aus Fig. 2 ersichtlich, sind die Sperrglieder 11, 12, 13 ,bogenförmig und bilden zusammen eine Kreiszone um die Achse der Nabe 7. Sie sind in ihrer Längsmitte durch die entsprechenden Arme 8, 9, 10 gehalten. Die beiden Enden jedes Sperrgliedes 11, 12, 13 sind, wie insbesondere in Fig. 3 ersichtlich, um Kanten

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14ι l^t in entgegengesetzten Richtungen aus der Ebene des gestanzten Werkstücks 6 gebogen. Wie aus Fig. 1 ermittelt werden kann, sind somit die einen Enden 11a, 12a, 13a der Sperrglieder 11, 12, 13 gegen das Rad 2 und die anderen Enden 11b, 12b, 13b gegen das andere Rad 3 hin geneigt. Die Sperrgliedenden 11a, 12a, 13a bzw. lib, 12b, 13b wirken mit Raststellen zusammen, die auf den einander zugewendeten Seiten des Rades 2 bzw. 3 vorgesehen sind. An sich könnten diese Raststellen aus Vorsprüngen etwa in Form einer Kronzahnung bestehen. Im dargestellten Beispiel sind sie jedoch wesentlich einfacher als kreisförmige Stanzlöcher hergestellt worden. Jedes Rad der Kupplung weist eine Reihe von solchen Stanzlöchern auf, die in der gegenüber den Sperrgliedern 11, 12, 13 liegenden Kreiszone regelmässig verteilt sind. Ihre Anzahl in beiden Rädern ist jedoch aus nachstehend dargelegten Gründen verschieden. So ist das Rad 2 mit den acht Löchern 16 und das Rad 3 mit den sechs Löchern 17 versehen.

Das Rad 3 wird in Abhängigkeit der Neigung der beiden Enden jedes Sperrglieds in einen derartigen Abstand vom Rad 2 auf die Welle 1 gesetzt, dass jeder einzelne radiale Arm 8, 9 oder 10 mit einem Torsionsmoment vorgespannt ist, wenn die abgerundeten

»Arbeitsspitzen des durch ihn gehaltenen Sperrglieds auf* den einander zugewendeten Seiten der Räder 2, 3 liegen, und dass dieses Torsionsmoment mindestens so weit aufrechterhalten bleibt» bis das eine Ende des betreffenden Sperrglieds in ein Loch 16 des Rades 2 und das andere Ende gleichzeitig in ein Loch 17 des Rades 3 völlig eingetreten iet. Die Abmessungen der radialen Ame 8, 9» 10 können mühelos derart getroffen werden, dass die durch vorstehende Bedingung verursachte Deformation noch fern von der Elastizitätsgrenze der betreffenden Ame liegt*

Die durch diese Arme 8, 9» 10 über die Sperrglieder 11» 12, ISi , die eich auf das fest auf der felle 4 «iteende tad 3 abstützen, j ^v

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gegen das Rad 2 ausgeübte Kraft hält letzteres gegen den auf der Welle 4 ausgebildeten Anschlag 18 fest. Da diese drei durch die Arme 8, 9, 10 auf das Rad 2 ausgeübten Kräfte sich einzeln während des Betriebs ändern können, kann das Rad 2 gegenüber der Welle 4 eine schräge Stellung einnehmen..Seine Neigung wird jedoch durch eine Reihe von auf dem Rad 3 vorgesehenen Anschlägen 19 begrenzt, so dass jede Klemmwirkung des Rads 2 auf dem Bund 4 ausgeschlossen ist.

Die Arbeitsweise der beschriebenen Freilaufkupplung wird nun unter den Voraussetzungen beschrieben, dass das Rad 2 als antreibendes Rad arbeitet und sich in Richtung des Pfeils a dreht, während das Rad 3 stillsteht. Es wird ferner vorausgesetzt, dass kein Ende der Sperrglieder in eines der Löcher 16 und 17 hineinragt.

Es sind zunächst zwei Fälle möglich. Je nach den Reibungsverhältnissen zwischen den abgerundeten Spitzen der Sperrglieder und den beiden Rädern der Kupplung kann das Werkstück 6 mit. dem Rad 3 stillstehen oder sich mit dem Rad 2 drehen. Im ersten Fall" wird sich das Rad 2 gegenüber dem Werkstück 6 so weit drehen, bis eines der Enden 11a, 12a, 13a in eines der Löcher 16 hineintritt. Wegen dergewählten Anzahl der Löcher 16 kann auf einmal nur ein Sperrgliedsende der a-Reihe in ein Loch 16 eintreten. Sobald die abgerundete Arbeitsspitze des Sperrgliedes wie dies für das Ende.11a in Fig. 2 der Fall ist durch den Rand des be treffenden Lochs 16 gefasst wird, dreht sich dann das Werkstück 6 mit dem Rad 2 zusammen. Bald werden aber die Enden 11b, 12b, 13b indrei um 120° gegeneinander versetzte Löcher 17 des Rads 3 eintreten. Dasjenige Sperrglied, dessen gegenüberliegendes En de durch ein Loch 16 des Rads 2 mitgenommen wurde, gerät dann in Sperrlage {und treibt das Rad 3 an, das nun über dieses Sperrglied Slit dem Rad 2 drehfeet verbunden ist. Im zweiten Fall treibt das

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Rad 2 das Werkstück 6 von der Ausgangslage zunächst soweit mit, bis die Sperrgliederendeillb, 12b, 13b gegenüber dem Rad 3 die in Fig. 2 dargestellte Lage erreichen. Dann bleibt das Werkstück 6 mit dem Rad 3 im Stillstand, bis das Rad 2 sich soweit gedreht hat, dass eines der anderen Sperrgliederenden 11a, 12a, 13a in ein Loch 16 hineintritt. Das zugehörige Sperrglied gerät dann in Sperrlage wie im ersten Fall.

Die beschriebene Kupplung hat gegenüber einer mit gleich vielen Löchern in beiden Rädern den Vorteil, dass der maximale Winkel, um welchen sich das antreibende Rad gegenüber dem angetriebenen in Sperrichtung drehen kann, auf den Drittel reduziert ist. Um dieses Ergebnis zu erreichen, genügt es jedoch nicht, die beiden Räder der Kupplung mit verschiedener Anzahl Löcher zu versehen. Dazu muss noch mindestens eine dieser Zahlen durch drei (Anzahl der Sperrglieder) unteilbar sein.

In der dem Pfeil a entgegengesetzten Drehrichtung des Rades 2 gleiten seine Löcher 16 über die Arbeitsspitzen der Sperrgliederenden 11a, 12a, 13a ohne Einfluss auf das Rad 3» das dann stillstehen kann. Bei höheren Umlaufgeschwindigkeiten des Rads 2 in dieser Richtung mögen die Enden 11a, 12a, 13a der Sperrglieder infolge ihrer Trägheit nicht mehr in die Löcher eintreten, so dass die einzigen durch die Art der beschriebenen Kupplung bedingten Verluste aus der Reibung der angerundeten Arbeitsspitzen der Sperrglieder auf der entsprechenden Radseite bestehen.

Wie aus Fig. 2 ersichtlich, befindet sich das Sperrglied 11 in j Sperrlage, während die beiden anderen Sperrglieder frei sind. DJLe actio des antreibenden Rades 2 auf dem! Ende lla und die reactio des angetriebenen Rades 3 auf dem gegenüberliegenden Ende 11b sind dem Betrage nach selbstverständlich einander gleich. Daren I

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Resultierende ist "radial gerichtet, so dass der das Sperrglied in seiner Längsmitte haltende Arm 8 ausser auf Torsion noch . auf Zug beansprucht ist.

In der beschriebenen Kupplung wird somit allein das jeweils in Sperrlage liegende Sperrglied Il bzw. 12 bzw* 13 auf Druck und Biegung beansprucht. Diese Sperrglieder können jedoch im Hinblick darauf derart bemessen sein, dass sie sich wie starre Körper verhalten. Die durch die Arbeitsweise der Kupplung geforderte Federung wird allein durch die radialen Arme 8, 91 10 gewährleistet. Da das durch die Kupplung zu übertragende Drehmoment diese radialen Arme lediglich auf Zug beansprucht, brau- '" chen sie nicht kräftig zu sein. Das Torsionsmoment, das sie auf die Sperrglieder ausüben, kann daher so wie die durch die Sperrglieder selbst bei hohen Umlaufgeschwindigkeiten des Rads 2 gegenüber dem Rad 3 hervorgerufene Reibung denkbar klein gehalten werden. Diese Kupplung eignet sich somit insbesondere für das Wechsleraggregat einer Uhr mit Hand- und Selbstaufzug.

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Claims

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PATENTANSPRUECHE:

(1.)Freilaufkupplung mit einem Paar gleichachsiger Räder und mindestens einem dazwischen nachgiebig angeordneten Sperrglied, das in einem Drehsinn des einen Rades in bezug auf das andere einrastet und somit beide Räder miteinander drehfest verbindet und im anderen Drehsinn über die Raststellen dank seiner nachgiebigen Anordnung hinwegspringt, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden einander zugewendeten Radseiten je mit einer in einer Kreisringzone angeordneten Reihe von gegenüberliegenden P Raststellen versehen sind und das starr ausgebildete, zwischen den Raststellen beider Räder liegende, ihre Reihen entlang verlaufende Sperrglied in der Längsmitte durch einen* nachgiebigen, mit einem Torsionsmoment vorgespannten, radialen Arm gehalten ist, der das Sperrglied mit einer auf die gemeinsame Welle beider Räder gesetzten Nabe verbindet.
2. Freilaufkupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Raststellen beider Räder als regelmässig um die gemeinsame Achse der Räder verteilte Stanzlöcher ausgebildet sind.
^ 3· Freilaufkupplung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die als Raststellen wirkenden Stanzlöcher rund sind und das Sperrglied bogenförmig und an den Enden abgerundet ist.
4. Freilaufkupplung nach Anspruch 2 oder 3, gekennzeichnet durch eine Mehrzahl von Sperrgliedern, und ferner dadurch, dass die Anzahl Stanzlöcher in beiden Rädern ungleich und nicht beide durch die Anzahl der Sperrglieder teilbar sind.

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5. Freilaufkupplung nach Anspruch 2, 3 Oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Sperrglied, sein Tragarm und die entsprechende Nabe als ausgestanztes Einzelstück ausgebildet und die beiden Enden des Sperrgliedes in entgegengesetzten Richtungen aus der Ebene dieses Einzelstücks gebogen sind.

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L e e r s e ί t e