DE2315564A1

DE2315564A1 - SYNCHRONOUS SELF-SWITCHING MECHANISM FOR SELF-ACTING ON OR DISENGAGEMENT OF INTERACTING SPROCKETS

Info

Publication number: DE2315564A1
Application number: DE19732315564
Authority: DE
Inventors: Herbert Arthur Clements; Robert Howard Heybourne
Original assignee: SSS Patents Ltd
Current assignee: SSS Patents Ltd
Priority date: 1972-03-30
Filing date: 1973-03-28
Publication date: 1973-10-04
Also published as: NL7304412A; IT982646B; FR2178709A5

Description

DIPLINg-K-HOLZEBDIPLINg-K-HOLZEB

AUOSBTJROAUOSBTJRO

i 1*i 1 *

_BNM, ttSTS _BNM , ttSTS

R. 8^44R. 8 ^ 44

Augsburg, den 27. März 1973Augsburg, March 27, 1973

S.S.S. Patents Limited, 51-55 Stirling Road, Acton Town,S.S.S. Patents Limited, 51-55 Stirling Road, Acton Town,

London W.3·, EnglandLondon W.3 ·, England

Synchroner selbst schaltender Mechanismus zur selbsttätigen Ein- bzw. Ausrückung zusammenwirkender ZahnkränzeSynchronous self-switching mechanism for the automatic engagement or disengagement of interacting sprockets

Die Erfindung betrifft einen synchronen selbst schaltenden Mechanismus zur selbsttätigen Ein- bzw. Ausrückung zusammenwirkender Zahnkränze zwecks Herstellung bzw. Unterbrechung einer treibenden Verbindung zwischen zwei umlaufenden kraftübertragenden Elementen je nach Relativdrehrichtung dieser Elemente, bei welchem die gegenseitige Einrückung der Zahn-The invention relates to a synchronous self-switching mechanism for the automatic engagement or disengagement of cooperating mechanisms Ring gears for the purpose of producing or interrupting a driving connection between two rotating force-transmitting ones Elements depending on the relative direction of rotation of these elements, in which the mutual engagement of the tooth

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kränze eine Zusammenwirkung von schraubenartig angeordneten Flächen bedingt und durch einen Klxnkenratschenmechanismus veranlaßt wird.wreath a cooperation of helically arranged surfaces due to and by a ratchet mechanism is initiated.

Gemäß der Erfindung ist ein derartiger Mechanismus durch ein, einem umlaufenden Teil des Mechanismus zugeordnetes Hilfselement gekennzeichnet, welches bei ausgerückten Zahnkränzen und überholendem Klxnkenratschenmechanismus auf Grund dieser Zuordnung eine Zusammenwirkung zwischen den genannten schraubenartig angeordneten Flächen im Sinne eines Bestrebens herbeiführt, den Mechanismus in ausgerücktem Zustand ohne gegenseitige Berührung der beiden Zahnkränze zu halten.According to the invention, such a mechanism is associated with a rotating part of the mechanism Auxiliary element marked, which is the case with disengaged sprockets and overtaking ratchet mechanism, based on this association, there is an interaction between the aforesaid helically arranged surfaces in the sense of an endeavor brings about the mechanism in the disengaged state without to keep mutual contact of the two sprockets.

Zwei Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Mechanismus werden nunmehr unter Bezug auf die anliegenden Zeichnungen nachstehend im einzelnen beispielsweise beschrieben. In den Zeichnungen stellen dar:Two embodiments of the mechanism according to the invention will now be described in detail below with reference to the accompanying drawings, for example. In the Drawings represent:

Fig. 1 einen schematischen Axialschnitt1 shows a schematic axial section

durch eine Ausführungsform eines Mechanismus gemäß der Erfindung, bei welchem die beiden umlaufenden kraftübertragenden Elemente Wellen sind, deren Achsen parallel zueinander verlaufen, by an embodiment of a mechanism according to the invention, in which the two rotating force-transmitting elements are waves are whose axes are parallel to each other,

" ² ~ 3098Λ0/0Α82" ² ~ 3098-0 / 0-82

Fig. 2 einen Schnitt längs der Ebene II-IIFig. 2 is a section along the plane II-II

in Fig. 1, in Pfeilrichtung gesehen, undin Fig. 1, seen in the direction of the arrow, and

Fig. 3 einen schematischen Axialschnitt3 shows a schematic axial section

durch eine weitere Ausfuhrungsform eines Mechanismus nach der Erfindung, bei welcher die beiden umlaufenden kraftübertragenden Elemente Wellen sind, deren Achsen zusammenfallen, wobei die obere Hälfte der Figur den Mechanismus in ausgerücktem Zustand zeigt, während die untere Hälfte der Figur den Mechanismus in eingerücktem Zustand zeigt.through another embodiment a mechanism according to the invention, in which the two rotating force-transmitting elements are shafts are whose axes coincide with the top half of the figure shows the mechanism in the disengaged state, while the lower half of the figure shows the mechanism in shows engaged.

Bei dem in den Fig. 1 und 2 dargestellten Mechanismus ist das eine umlaufende kraftübertragende Element die Welle 1 einer nicht dargestellten Turbine, auf welcher eine Nabe 2 befestigt ist, welche einen Außenzahnkranz 3 trägt. Die Nabe 2 weist außerdem eine Ringnut auf, welche von Klinkenzapfen 4 überbrückt wird, auf welchen Klinken 5 schwenkbar gelagert sind. Die Nasen dieser Klinken ragen mit Bezug auf die Achse der Welle 1 radial nach außen und weisen, in Fig. 1In the mechanism shown in FIGS. 1 and 2, the one rotating force-transmitting element is the shaft 1 a turbine, not shown, on which a hub 2 is attached, which carries an external ring gear 3. the Hub 2 also has an annular groove which is bridged by pawl pin 4, on which pawls 5 are pivotable are stored. The noses of these pawls protrude radially outward with respect to the axis of the shaft 1 and point, in FIG. 1

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von links gesehen, im Uhrzeigersinn, wie dies in Fig. 2 gezeigt ist. Belastungsfedern 6 drängen die Nasen der Klinken 5 radial nach außen.seen from the left, clockwise, as shown in Fig. 2 is shown. Load springs 6 urge the noses of the Pawls 5 radially outwards.

Um die Turbinenwelle 1 herum erstreckt sich ein Hilfselement, welches von einem Ring 7 gebildet wird, der mit seinem Innenumfang über ein Weißmetall-Gleitlager 8 in einer äußeren Ringnut der Nabe 2 so gelagert ist, daß sein radial innerer Teil über das Gleitlager 8 mit dem Grund und den Plankenflächen dieser Nut und/oder aufgrund der Zähigkeit darin befindlichen Öles mit einer gewissen Hemmung verbunden ist. Der Ring 7 weist eine zylindrische Muffe 9 auf, welche koaxial zur Achse der Welle 1 verläuft und einen Klinken-Innenzahnkranz 10 besitzt, der mit den Klinken 5 zusammenwirkt. Der Ring 7 hält außerdem einen radial äußeren Hilfszahnkranz 11. ■··.,-To the turbine shaft 1 around an auxiliary element, which is formed by a ring 7, which with its inner circumference via a white metal sliding bearing 8 in an outer annular groove of the hub 2 is mounted so that its radial inner part about the plain bearing 8 with the reason and the Plank surfaces of this groove and / or due to the viscosity of the oil contained therein are associated with a certain inhibition is. The ring 7 has a cylindrical sleeve 9 which runs coaxially to the axis of the shaft 1 and an internal ratchet ring gear 10 which cooperates with the pawls 5. The ring 7 also holds a radially outer auxiliary ring gear 11. ■ ··., -

Eine weitere Welle 12 bildet ein anderes umlaufendes kraftübertragendes Element und ist so gelagert, daß ihre Achse zur Achse der Welle 1 parallel verläuft. Die Welle 12 weist einen radial nach außen ragenden Ringflansch 13 auf, auf welchem ein Außenzahnkranz 14 angeordnet ist, welch letzterer Teil eines Untersetzungsgetriebes ist, über welches die Welle 12 treibend mit einem nicht dargestellten üblichen Drehmotor hoher Drehzahl verbunden ist. Die Welle 12 weistAnother shaft 12 forms another rotating force-transmitting element and is mounted so that its Axis runs parallel to the axis of shaft 1. The shaft 12 has an annular flange 13 protruding radially outward, on which an external ring gear 14 is arranged, which latter is part of a reduction gear via which the shaft 12 is drivingly connected to a conventional high-speed rotary motor, not shown. The shaft 12 has

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ein linksgängiges Außensteilgewinde 15 auf, in welches ein Innensteilgewinde 16 eines Zwischenelementes eingreift, welch letzteres die Form einer die Welle 12 umgreifenden Muffe 17 hat, die ihrerseits einen Außenzahnkranz 18 aufweist, dessen Zähne eine große Zahnbreite haben. Der von dem Ring 7 gehaltene Außen-Hilfszahnkranz 11 greift in den Außenzahnkranz 18 ein.a left-hand male thread 15, in which a Internal partial thread 16 of an intermediate element engages, the latter having the shape of a sleeve 17 encompassing the shaft 12 has, which in turn has an external ring gear 18, the teeth of which have a large tooth width. The one held by the ring 7 External auxiliary gear rim 11 engages in external gear rim 18.

Die Wirkungsweise des soeben beschriebenen Mechanismus ist die folgende:The mechanism just described works as follows:

Bei Normalbetrieb der Turbine läuft deren Welle 1, in Fig. 1 von links gesehen, im Uhrzeigersinn um, wie dies durch den Pfeil A angedeutet ist. Dabei ist der Drehmotor abgeschaltet und die Welle 12 steht still. Der Zahnkranz 18 ist aus dem Zahnkranz 3 ausgerückt und die Muffe 17 befindet sich in ihrer rechten Endstellung, in welcher sie an einem Axialanschlag 19 anliegt. Da die Welle 12 stillsteht und die mit ihr in Zahneingriff stehende Muffe 17 und damit der Ring 7 ebenfalls stillstehen, findet zwischen dem Ring 7 und der zusammen mit der Turbinenwelle 1 umlaufenden Nabe 2 eine Relativdrehung statt· Die Nabe 2 wirkt infolge Reibungshemmung oder/und ölzähigkeitshemmung auf den Ring 7, welcher seinerseits über die ineinandergreifenden Zahnkränze 11 und auf die Muffe 17 ein Drehmoment ausübt, welches wiederum zwischen den ineinandergreifenden Steilgewinden 15 und 16 eineDuring normal operation of the turbine, its shaft 1 runs in 1 seen from the left, in a clockwise direction, as indicated by the arrow A. Here is the rotary motor switched off and the shaft 12 stands still. The ring gear 18 is disengaged from the ring gear 3 and the sleeve 17 is located in its right end position, in which it rests against an axial stop 19. Since the shaft 12 stands still and the with her in tooth engagement sleeve 17 and thus the ring 7 also stand still, takes place between the ring 7 and of the hub 2 rotating together with the turbine shaft 1, a relative rotation takes place. The hub 2 acts as a result of frictional inhibition or / and oil viscosity inhibition on the ring 7, which in turn exerts a torque on the intermeshing ring gears 11 and on the sleeve 17, which in turn between the interlocking coarse threads 15 and 16 a

" ⁵" 309840/0482" ⁵ " 309840/0482

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Axialkraftkomponente erzeugt, die auf die Muffe 17 in einem Sinne wirkt, diese gegen den Axialanschlag 19 zu drängen und dadurch eine Berührung des Zahnkranzes 18 mit dem Zahnkranz 3 auszuschließen. Axial force component generated on the sleeve 17 in one Senses acts to urge them against the axial stop 19 and thereby exclude contact of the ring gear 18 with the ring gear 3.

Die Klinken laufen relativ zu dem Klinkenzahnkranz mit hoher Drehzahl um und da die Klinken mit Bezug'auf ihre Klinkenzapfen schwanzlastig ausgeführt sind, werden die Klinkennasen durch die Fliehkraft aus dem Bereich der Zähne des Klinkenzahnkranzes 10 herausbewegt. Unterhalb einer bestimmten Drehzahl der Turbinenwelle 1, d.h. bei einer im Vergleich zur normalen Drehzahl der Turbinenwelle niedrigen Drehzahl wird die Fliehkraft, welche die Klinkennasen aus dem Bereich der Zähne des Klinkenzahnkranzes radial zurückzieht, durch die Wirkung der Klinkenbelastungsfedern 6 überwunden, so daß nunmehr die Klinken über die Zähne des Klinkenzahnkranzes hinwegschleifen.The pawls run relative to the ratchet ring gear at high speed around and there the pawls with reference to their If the pawl pins are tail-heavy, the pawl noses are removed from the area of the teeth by centrifugal force of the ratchet ring 10 moved out. Below a certain speed of the turbine shaft 1, i.e. at an im Compared to the normal speed of the turbine shaft the low speed is the centrifugal force, which the pawl noses from retracts radially from the area of the teeth of the ratchet ring gear due to the action of the ratchet loading springs 6 overcome, so that now the pawls over the teeth of the Grind away the ratchet gear.

Wird die Turbine stillgesetzt und der Drehmotor eingeschaltet, so nimmt die Drehzahl der Turbinenwelle 1 kurz nach dem Abstellen der Turbine ab und der Drehmotor dreht die Welle 12 über das Untersetzungsgetriebe langsam in, in Fig. 1 von links gesehen, gegen den Uhrzeigersinn gerichtetem Drehsinn, wie dies in Fig. 1 durch den Pfeil B dargestellt ist. Die Muffe 17 dreht sich also ebenfalls entgegenIf the turbine is stopped and the rotary motor is switched on, the speed of the turbine shaft 1 decreases shortly after the turbine is switched off and the rotary motor rotates the shaft 12 via the reduction gear slowly in a counterclockwise direction, seen from the left in FIG. 1 Direction of rotation, as shown in FIG. 1 by arrow B. The sleeve 17 also rotates in the opposite direction

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dem Uhrzeigersinn, so daß infolge des gegenseitigen Eingriffes der Zahnkränze 11 und 18 der Ring 7 im Uhrzeigersinn gedreht wird. Wird in der soeben beschriebenen Weise bei einer bestimmten niedrigen Drehzahl der Turbinenwelle 1 die auf die Klinken 5 wirkende Fliehkraft durch die Klinkenbelastungsfedern 6 überwunden, so werden die Klinkennasen in schleifende Zusammenwirkung mit den Zähnen des Klinkenzahnkranzes 10 gebracht« Wenn dann die Drehzahl der Turbinenwelle 1 langsam unter die Drehzahl des Ringes 7 abfällt, so greifen die Klinken 5 die Zähne des Klinkenzahnkranzes 10 und dadurch wird auf den Ring 7 ein Drehmoment ausgeübt, welches über die ineinandergreifenden Zahnkränze 11 und 18 eine Zusammenwirkung zwischen den ineinandergreifenden Steilgewinden 15 und 16 im Sinne der Erzeugung einer Axialkomponente bewirkt, welches eine axial-schraubende Verschiebung der Muffe 17 relativ zur Welle 12 mit Bezug auf Fig. 1 nach links zur Folge hat, so daß der Außenzahnkranz 18 genau in den Außenzahnkranz der Nabe 2 einrückt. Die Zusammenwirkung der bereits geringfügig ineinander eingerückten Zahnkränze 3 und 18 bewirkt eine Fortsetzung der axial-schraubenden Verschiebung der Muffe 17 relativ zur Welle 12 nach links, bis die Zahnkränze 3 und 18 voll ineinander eingerückt sind und nunmehr die Muffe an einem Axialanschlag 20 anliegt. Nunmehr ist also eine treibende Verbindung zwischen dem Drehmotor und der Turbinen-clockwise, so that as a result of the mutual engagement of the ring gears 11 and 18, the ring 7 is rotated clockwise will. If, in the manner just described, at a certain low speed of the turbine shaft 1, the the pawls 5 acting centrifugal force overcome by the pawl loading springs 6, the pawl noses are in grinding Interaction with the teeth of the ratchet ring gear 10 brought «If then the speed of the turbine shaft 1 slowly falls below the speed of the ring 7, the pawls 5 grip the teeth of the ratchet ring 10 and thereby a torque is exerted on the ring 7, which torque interacts via the intermeshing gear rims 11 and 18 causes between the interlocking high helix threads 15 and 16 in the sense of generating an axial component, which is an axial screwing displacement of the sleeve 17 relative to the shaft 12 with reference to FIG. 1 to the left, so that the external gear rim 18 exactly into the external gear rim the hub 2 engages. The interaction of the ring gears 3 and 18, which are already slightly interlocked, is brought about a continuation of the axial screwing displacement of the sleeve 17 relative to the shaft 12 to the left until the ring gears 3 and 18 are fully engaged and the sleeve now rests against an axial stop 20. So now is one driving connection between the rotary motor and the turbine

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welle 1 hergestellt, durch welche die Turbinenwelle 1 mit im wesentlichen konstanter niedriger Drehzahl in Umlauf versetzt wird, welche durch die Drehzahl des Drehmotors und das Untersetzungsverhältnis des Untersetzungsgetriebes zwischen der Drehmotorwelle und der Welle 12 sowie das Untersetzungsverhältnis der Zahnkränze 3 und 18 bestimmt ist. '■■'"■ ^; Shaft 1 produced, through which the turbine shaft 1 is set in rotation at a substantially constant low speed, which is determined by the speed of the rotary motor and the reduction ratio of the reduction gear between the rotary motor shaft and the shaft 12 and the reduction ratio of the ring gears 3 and 18 . '■■'"■^;

Wird die Turbine wieder angestellt, so erzeugt die Zusammenwirkung der Zahnkränze 3 und 18 in Verbindung mit den Steilgewinden 15 und 16 eine Axialkraftkomponente, welche auf die Muffe 17 im Sinne einer axial-schraubenden Verschiebung derselben relativ zur Welle 12 nach rechts bewirkt, wodurch der Zahnkranz 18 aus dem Zahnkranz 3 ausgerückt wird. Das von der nunmehr immer schneller umlaufenden Turbinenwelle infolge ölzähigkeit und/oder Reibung auf den Ring 7 ausgeübte Drehmoment bewirkt infolge des gegenseitigen Eingriffes der Zahnkränze 11 und 18 eine Zusammenwirkung der ineinandergreifenden Steilgewinde -i'5 und 16 im Sinne der Erzeugung einer Axialkraftkomponente, welche die Muffe wiederum in ihre Ausgangsstellung axial-sehraubend zurüekverschiebt, bis dieselbe an ihrem Axialän3chlag 19 anliegt. Nunmehr schleifen wiederum die Klinken 5 über die Zähne des Klinkenzahnkranzes 10, bis die Turbinenwelle 1 die DrehzahlIf the turbine is turned on again, the interaction of the ring gears 3 and 18 in conjunction with the coarse threads 15 and 16 an axial force component, which on the sleeve 17 in the sense of an axially screwing displacement of the same relative to the shaft 12 to the right, whereby the ring gear 18 is disengaged from the ring gear 3. That exerted on the ring 7 by the turbine shaft, which is now rotating ever faster, as a result of oil viscosity and / or friction Torque causes due to the mutual engagement of the ring gears 11 and 18 a cooperation of interlocking coarse thread -i'5 and 16 in the sense of Generation of an axial force component which the sleeve again shifted axially-very robbing back into their starting position, until the same rests against its axial stop 19. Now again grind the pawls 5 over the teeth of the Ratchet ring 10 until the turbine shaft 1 reaches the speed

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durchlaufen hat, bei welcher die Fliehkraft die Klinkennasen 5 entgegen der Wirkung der Belastungsfedern 6 wiederum von den Zähnen des Klinkenzahnkranzes IO abhebt. Der Drehmotor kann dann zu jedem beliebigen Zeitpunkt nach Wiederaufnahme des Turbinenbetriebs abgestellt werden.has passed through, at which the centrifugal force the latch lugs 5 against the action of the loading springs 6 again stands out from the teeth of the ratchet ring gear IO. The rotary engine can then be switched off at any point in time after the turbine has resumed operation.

Dreht sich die Turbinenwelle 1 mit normaler hoher Drehzahl bei abgestelltem Drehraotor und sind die Zahnkränze 3 und 18 auseinander ausgerückt, so steht die Welle 12 still. Infolgedessen wird von der Turbinenwelle 1 infolge Reibung und/oder ölzähigkeit auf den Ring 7 ein Drehmoment ausgeübt, welches versucht, diesen in gleichem Drehsinn zu drehen, mit welchem die Turbinenwelle 1 umläuft. Eine derartige Drehung des Ringes 7 wird jedoch infolge des gegenseitigen Eingriffes der Zahnkränze 11 und 18 verhindert und folglich bewirkt die genannte Reibung und/oder ölzähigkeit, daß der Ring 7 auf die Muffe 17 ein Drehmoment ausübt, welches wegen des gegenseitigen Eingriffes der Steilgewinde 15 und 16 eine Axialkraftkomponente erzeugt, welche versucht, die Muffe 17 an den Axialanschlag 19 anzulegen und folglich auch bewirkt, daß die Zahnkränze 18 und 3 nicht in gegenseitige Berührung kommen können.If the turbine shaft 1 rotates at normal high speed with the rotary rotor switched off and the gear rims are 3 and 18 disengaged, the shaft 12 stands still. As a result, the turbine shaft 1 as a result Friction and / or oil viscosity exerted a torque on the ring 7, which tries to rotate it in the same direction to rotate with which the turbine shaft 1 rotates. However, such rotation of the ring 7 is due to the mutual Prevents engagement of the ring gears 11 and 18 and consequently causes the aforementioned friction and / or oil toughness, that the ring 7 exerts a torque on the sleeve 17, which due to the mutual engagement of the coarse threads 15 and 16 generates an axial force component which tries to apply the sleeve 17 to the axial stop 19 and consequently also has the effect that the ring gears 18 and 3 cannot come into mutual contact.

Es sind Vorkehrungen getroffen, die Klinken und die Zähne des Klinkenzahnkranzes bei voll ineinander eingerücktenPrecautions have been taken to keep the pawls and the teeth of the ratchet sprocket fully meshed

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Zahnkränzen 3 und 18, d.h. bei Bestehen einer treibenden Verbindung zwischen den Wellen 1 und 12 zu entlasten. Dies kann dadurch erreicht werden, daß die Zahnstärke der Zähne des Zahnkranzes 18 in der bei 18^f angedeuteten Weise längs eines Teiles der Zahnbreite, der bei voll eingerücktem Mechanismus den Zähnen des Zahnkranzes 11 gegenübersteht, verringert ist.To relieve sprockets 3 and 18, ie when there is a driving connection between shafts 1 and 12. This can be achieved in that the tooth thickness of the teeth of the ring gear 18 is reduced in the ^{manner indicated at 18 f} along a part of the tooth width which is opposite the teeth of the ring gear 11 when the mechanism is fully engaged.

In Abwandlung der gezeigten Ausführungsform kann die Anordnung auch so getroffen sein, daß, anstatt die Muffe relativ zur Welle 12 axial-schraubend verschiebbar anzuordnen und die Zahnkränze 3 und 18 mit gerade verzahnten Zahnkränzen zu versehen, eine kinematisch umgekehrte Anordnung vorgesehen ist, indem die Muffe 17 längs achsparalleler Keile relativ zur Welle 12 verschiebbar ist und die Zahnkränze 3 und 18 als Schrägzahnkränze ausgeführt sind. In noch weiterer Abwandlung der erfindungsgemäßen Anordnung kann die Muffe relativ zur Welle 12 axiäl-schraubend verschiebbar sein und außerdem auch noch die Verzahnung der Zahnkränze 3 und 18 als Schrägverzahnung ausgebildet sein.In a modification of the embodiment shown, the Arrangement can also be made so that, instead of arranging the sleeve relative to the shaft 12, it can be displaced axially by screwing and to provide the sprockets 3 and 18 with straight-toothed sprockets, a kinematically reversed arrangement is provided is in that the sleeve 17 is displaceable along axially parallel wedges relative to the shaft 12 and the ring gears 3 and 18 are designed as helical gears. In a still further modification of the arrangement according to the invention, the sleeve be axiäl-screw-displaceable relative to the shaft 12 and In addition, the teeth of the ring gears 3 and 18 can also be designed as helical teeth.

Die Klinken 5 können, anstatt auf der Nabe 2 der Welle angeordnet zu sein und mit einer von dem Ring 7 gehaltenen Klinkenverzahnung 10 zusammenzuwirken, in kinematisch umgekehrter Anordnung auch an dem Ring 7 angeordnet sein und The pawls 5 can, instead of being on the hub 2 of the shaft to be arranged and to cooperate with a ratchet toothing 10 held by the ring 7, be arranged in a kinematically reversed arrangement also on the ring 7 and

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mit einem Klinkenzahnkranz zusammenwirken, der auf der Welle 1 angeordnet ist. Falls erforderlich, können Mittel vorgesehen sein, mit deren Hilfe die Klinkennasen aus dem Bereich der Zähne des Klinkenzahnkranzes herausgehalten werden können, so daß ein unerwünschtes Hinwegschleifen der Klinken über diese Zähne vermieden wird.cooperate with a ratchet ring which is arranged on the shaft 1. If necessary, means can be provided with the aid of which the pawl noses can be kept out of the area of the teeth of the pawl ring gear, so that an undesired dragging of the pawls over these teeth is avoided.

In Abwandlung der oben beschriebenen Reibungs- und/oder ölzähigkeitswirkung zwischen der Welle 1 und dem Ring 7, kann dieser Ring auch für sich unabhängig angeordnet sein und können zur Erzielung der erfindungsgemäß vorgesehenen Hemmwirkung auch magnetische oder Wirbelstrom- oder pneumatische Hemmwirkungen vorgesehen sein.In a modification of the friction and / or described above oil viscosity effect between the shaft 1 and the ring 7, this ring can also be arranged independently and can also be magnetic, eddy current or pneumatic to achieve the inhibiting effect provided according to the invention Inhibitory effects can be provided.

Bei der in Fig. 3 dargestellten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Mechanismus bildet wiederum die Welle einer nicht dargestellten Turbine ein umlaufendes kraftübertragendes Element. Die Welle 21 weist ein rechtsgängiges Außensteilgewinde 24 auf, in welches ein rechtsgängiges Innensteilgewinde 23 einer Muffe 22 eingreift, welch letztere ein Zwischenelement darstellt. Die Muffe 22 weist einen Außenzahnkranz 25 auf und ist außerdem mit einem Klinkenkranz 26 versehen, dessen Klinken auf Klinkenzapfen 27 schwenkbar gelagert sind, welch letztere eine Ringnut der Muffe 22 überbrücken. Die Klinken 26 ragen mit Bezug auf dieIn the embodiment of the mechanism according to the invention shown in FIG. 3, the shaft again forms a turbine, not shown, a rotating power-transmitting one Element. The shaft 21 has a right-hand male thread 24 into which a right-hand Internal partial thread 23 engages a sleeve 22, the latter being an intermediate element. The sleeve 22 has a External gear rim 25 and is also provided with a ratchet rim 26, the pawls of which on pawl pins 27 are pivotably mounted, the latter bridging an annular groove in the sleeve 22. The pawls 26 protrude with respect to the

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Achse der Turbinenwelle 21 radial nach außen und die Klinkennasen weisen, in Fig.- 3 von links gesehen, entgegen dem Uhrzeigersinn. Nicht dargestellte Belastungsfedern drängen die Nasen der Klinken 26 radial nach außen.Axis of the turbine shaft 21 radially outward and the pawl lugs point, seen in Fig. 3 from the left, counterclockwise. Load springs, not shown, push the lugs of the pawls 26 radially outward.

Die Turbinenwelle 21 wird von einem Hilfselement in Form eines Ringes 28 umgriffen, welcher über ein Weißmetall-The turbine shaft 21 is encompassed by an auxiliary element in the form of a ring 28, which over a white metal

Gleitlager 29 in einer äußeren Ringnut der Muffe 22 so gelagert ist, daß sein radial innerer Teil durch Reibungs- und/oder ölzähigkeitskräfte mit Bezug auf die Muffe 22 gehemmt ist. Der Ring 28 weist einen koaxial zur Achse der Turbinenwelle 21 verlaufenden zylindrischen Keil 30 auf, an welchem ein Klinkeninnenzahnkranz 31 gebildet ist, der mit den Klinken 26 zusammenwirkt. Der Ring 28 trägt außerdem einen Außenzahnkranz 32.Plain bearing 29 so mounted in an outer annular groove of the sleeve 22 is that its radially inner part is restrained by frictional and / or oil viscous forces with respect to the sleeve 22. The ring 28 has a cylindrical wedge 30 which runs coaxially to the axis of the turbine shaft 21 and on which a ratchet inner ring gear 31 is formed with the Pawls 26 cooperates. The ring 28 also carries one External ring gear 32.

Eine Welle 33 ist koaxial zur Achse der Turbinenwelle angeordnet und stellt ein weiteres umlaufendes kraftübertragendes Element dar. Die Welle 33 ist in nicht dargestellter Weise in herkömmlicher Art über ein Untersetzungsgetriebe mit einem ebenfalls nicht dargestellten Drehmotor hoher Drehzahl gekuppelt und weist eine Nabe 3^ auf, welche einen zu der gemeinsamen Achse der Wellen 21 und 33 koaxial verlaufenden Zylinderteil 35 aufweist, der seinerseits mit einem Kupp.lung.s-A shaft 33 is coaxial with the axis of the turbine shaft arranged and represents a further rotating force-transmitting element. The shaft 33 is not shown in FIG Way in a conventional manner via a reduction gear with a high-speed rotary motor, also not shown coupled and has a hub 3 ^, which one to the common axis of the shafts 21 and 33 coaxially extending cylinder part 35, which in turn with a Kupp.lung.s-

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innenzahnkranz 36 versehen ist, in welchen der Außenzahnkranz 32 des Ringes 28 eingreift.inner ring gear 36 is provided, in which the outer ring gear 32 of the ring 28 engages.

Die Wirkungsweise der soeben beschriebenen Anordnung ist die folgende:The mode of operation of the arrangement just described is as follows:

Bei Normalbetrieb der Turbine dreht sich deren Welle 21 mit hoher Drehzahl, in Fig. 3 von links gesehen, im ühr^ zeigersinn, wie dies durch den Pfeil C dargestellt ist. Der Drehmotor ist abgestellt, so daß auch die Welle 33 stillsteht. Wie im oberen Teil der Fig. 3 ersichtlich ist, befinden sich die KupplungsZahnkränze 36 und 25 außer Eingriff und die Muffe 22 befindet sich in ihrer linken örenzstellung, in welcher sie an einem Axialanschlag 37 anliegt. Da die Welle 33 stillsteht und der über die in gegenseitigem Eingriff stehenden Zahnkränze 32 und 36 mit der Nabe 34 gekuppelte Ring 28 ebenfalls stillsteht, gleitet der Ring 28 in der Nut der Muffe 22. Die Reibungs- und/oder ölzähigkeitswirkung bewirkt, daß der Ring 28 über das Lager 29 auf die Muffe 22 ein Drehmoment ausübt, welches zwischen den ineinandergreifenden Steilgewinden 23 und 24 eine Axialkraftkomponente erzeugt, welche auf die Muffe 22 in einem Sinne einwirkt, diese an ihrem Axialanschlag 37 zu halten und dadurch sicherzustellen, daß der Zahnkranz 25 nicht in Berührung mit dem Zahnkranz 36During normal operation of the turbine, its shaft 21 rotates at high speed, viewed from the left in FIG. 3, in the ohr ^ clockwise, as shown by arrow C. The rotary motor is switched off so that the shaft 33 also comes to a standstill. As can be seen in the upper part of FIG. 3, the clutch sprockets 36 and 25 are disengaged and the Sleeve 22 is in its left örenzstellung, in which it rests against an axial stop 37. As the shaft 33 stands still and the ring 28 coupled to the hub 34 via the gear rims 32 and 36 which are in mutual engagement also stands still, the ring 28 slides in the groove of the sleeve 22. The friction and / or oil viscosity effect causes that the ring 28 exerts a torque via the bearing 29 on the sleeve 22, which between the interlocking High helix threads 23 and 24 generate an axial force component, which acts on the sleeve 22 in a sense to hold it at its axial stop 37 and thereby ensure, that the ring gear 25 is not in contact with the ring gear 36

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*H*H

kommen kann»can come"

Die Klinken.26 laufen relativ zu dem stillstehenden Klinkenzahnkranz 31 mit hoher Drehzahl um und die Klinken sind schwanzlastig mit Bezug auf ihre Klinkenzapfen 27 ausgeführt, so daß die Klinkennaaen durch die Fliehkraft, aus dem Bereich der Zähne des Klinkenzahnkranzes herausgehalten werden. Unterhalb einer bestimmten niedrigen Drehzahl der . Turbinenwelle 21 überwindet die Kraft d§r nicht dargestellten Klinkenbelastungsfedern die Rüqkzaehkraft der auf die Klingen _; wirkenden Fliehkraft, so daß nunmehr die Klinkehnas,en in den Bereich der Zähne des Klinkenzahnkranzes gelangen und. über diese hinwegschleifen. ,The pawls. 26 rotate relative to the stationary pawl gear 31 at high speed and the pawls are tail-heavy with respect to their pawl pins 27 so that the pawl pins are kept out of the area of the teeth of the pawl gear by centrifugal force. Below a certain low speed of the. Turbine shaft 21 overcomes the force of the pawl loading springs, not shown, of the return force on the blades _; acting centrifugal force , so that now the Klinkehnas, en get into the area of the teeth of the ratchet ring gear and. drag across these. ,

Wird die Turbine stillgesetzt, und der Dr§hnio.te»r eange,-schaltet, so nimmt die Drehzahl eier Turbin§nwelle gl kurg nach Abstellung <|er Turbin@ ab .und der Br§hm©tor wirkt nunmehr über das nicht dargestellte unterstezungsggtMebe und die ineinander eingerückten Kupplvin[gsZahnkränze || und || auf den Ring 28 und dreht diesen langssani, in Fig. 3 von links gesehen, im Uhrzeigersinn» wi@ difg durch den Pfeil © angedeutet ist» Bei der sieben erwähnten niedrigen drehzahl der Turbinenwelle 21 überwipelet- die Kraft der Klink§nbe= lastungsfedern die Fliehkraft: und. die Klinkennaaen b§ginn;i§nIf the turbine is shut down and the Dr§hnio.te »r eange, -switches, So the speed of a turbine shaft takes gl kurg after shutdown <| the Turbin @ off. and the Br§hm © gate works now via the support ggtMebe, not shown and the interlocking clutch rings || and || on the ring 28 and rotates this langssani, in Fig. 3 of seen on the left, clockwise »wi @ difg through the arrow © indicated is »At the seven mentioned low speeds the turbine shaft 21 überipelet- the force of the Klink§nbe = load springs the centrifugal force: and. the Klinkennaaen b§ginn; i§n

^ IM = ^ IM =

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J*J *

über die Zähne des Klinkenzahnkranzes 31 zu schleifen.
Fällt die Drehzahl der Turbinenwelle 21 geringfügig unterto grind over the teeth of the ratchet ring 31.
If the speed of the turbine shaft 21 falls slightly below

die Drehzahl des Ringes 28 ab, so greifen die Klinken 26
die Zähne des Klinkenzahnkranzes 31 und dadurch wird Drehmoment von dem Ring 28 auf die Muffe 22 übertragen, welches eine Zusammenwirkung der Steilgewinde 23 und 24 im Sinne
der Erzeugung einer Axialkraftkomponente bewirkt, die eine axial-schraubende Verschiebung der Muffe 22 relativ zur
Welle 21 in Fig. 3 nach rechts zur Folge hat und dadurch
die Zähne des KupplungsZahnkranzes 25 in einen genauen
beginnenden Eingriff mit den Zähnen des Zahnkranzes 36 bringt, welch letzterer an der Nabe 34 der Welle 33 befestigt ist. Die Zusammenwirkung der geringfügig ineinander eingerückten Kupplungszahnkränze 25 und 36 bewirkt eine weitere axialschraubende Verschiebung der Muffe 22 relativ zur Welle 21, bis die KupplungsZahnkränze 25 und 26 voll ineinander eingerückt sind und die Muffe 22 an einem Axialanschlag 38 anliegt, wie dies in der unteren Hälfte der Fig. 3 gezeigt ist. Nunmehr ist also eine treibende Verbindung zwischen dem Drehmotor
und der Turbinenwelle 21 hergestellt, so daß die Turbinenwelle mit im wesentlichen konstanter niedriger Drehzahl in Umlauf gehalten wird.the speed of the ring 28 decreases, the pawls 26 engage
the teeth of the ratchet ring 31 and thereby torque is transmitted from the ring 28 to the sleeve 22, which is a cooperation of the coarse threads 23 and 24 in the sense
the generation of an axial force component causes an axial screwing displacement of the sleeve 22 relative to
Wave 21 in Fig. 3 to the right and thereby
the teeth of the clutch ring gear 25 into an accurate
incipient engagement with the teeth of the ring gear 36, the latter being attached to the hub 34 of the shaft 33. The interaction of the slightly interlocked clutch sprockets 25 and 36 causes a further axial screwing displacement of the sleeve 22 relative to the shaft 21 until the clutch sprockets 25 and 26 are fully engaged and the sleeve 22 rests against an axial stop 38, as in the lower half of the Fig. 3 is shown. So now there is a driving connection between the rotary motor
and the turbine shaft 21 so that the turbine shaft is kept rotating at a substantially constant low speed.

Wird die Turbinenwelle 21 wieder beschleunigt, so bewirkt die Zusammenwirkung der KupplungsZahnkränze 25 und 26 eineIf the turbine shaft 21 is accelerated again, the interaction of the clutch sprockets 25 and 26 causes a

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Zusammenwirkung der Steilgewinde 23 und 24 im Sinne der Erzeugung einer Axialkraftkomponente, welche eine axialschraubende Verschiebung der Muffe 22 relativ zur Turbinenwelle 21 nach links hervorruft und dadurch den Kupplungszahnkranz 25 aus dem Kupplungszahnkranz 36 ausrückt, worauf die Reibungs- und/oder ölzähigkeitshemmung zwischen dem langsam umlaufenden Ring 28 und der schneller umlaufenden Muffe 22' eine Zusammenwirkung der Steilgewinde 23 und 24 im Sinne der Erzeugung einer Axialkraftkomponente bewirkt, welche eine Verschiebung der Muffe 22 zurück in ihre Ausgangsstellung zur Folge hat, in welcher sie wiederum an dem Axialanschlag 37 anliegt, wie dies in der oberen Hälfte der Fig. 3 gezeigt ist. Die Klinken 26 schleifen nunmehr über die Zähne des Klinkenzahnkranzes 31 so lange/ bis die Drehzahl der Turbinenwelle 21 über die genannte niedrige Grenzdrehzahl angestiegen ist, worauf die Nasen der Klinken 26 wiederum durch die Fliehkraft aus dem Bereich der Zähne des Klinkenzahnkranzes 31 herausgezogen werden. Der Drehmotor kann zu jedem beliebigen Zeitpunkt nach Wiederanstellung der Turbine abgestellt werden.Cooperation of the high helix threads 23 and 24 in the sense of Generation of an axial force component, which is an axial screwing Displacement of the sleeve 22 relative to the turbine shaft 21 to the left and thereby the clutch ring gear 25 disengages from the clutch ring gear 36, whereupon the friction and / or oil toughness inhibition between the slowly rotating ring 28 and the faster rotating sleeve 22 'a cooperation of the coarse threads 23 and 24 in the sense of generating an axial force component, which a displacement of the sleeve 22 back to its original position has the consequence, in which it in turn rests against the axial stop 37, as in the upper half of the Fig. 3 is shown. The pawls 26 now grind over the teeth of the ratchet ring gear 31 so long / until the speed of the turbine shaft 21 has risen above the said low limit speed, whereupon the lugs of the pawls 26 can in turn be pulled out of the area of the teeth of the ratchet ring gear 31 by centrifugal force. The rotary engine can be switched off at any time after restarting the turbine.

Läuft die Turbinenwelle 21 bei abgestelltem Drehmotor mit normaler Drehzahl um und sind die Kupplungszahnkränze und 36 auseinander ausgerückt, dann steht die Welle 33 still und folglich bewirkt die Reibungs- und/oder ölzähigkeits-The turbine shaft 21 runs when the rotary engine is switched off at normal speed and the clutch ring gears 16 and 36 disengaged from one another, then the shaft 33 is stationary silent and consequently the friction and / or oil viscosity

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wirkung zwischen dem stillstehenden Ring 28 und der mit hoher Drehzahl umlaufenden Muffe 22 infolge der Zusammönwirkung der Steilgewinde 23 und 2k die Erzeugung einer Axialkraftkomponente, welche versucht, die Muffe 22 am Axialanschlag 37 zu halten und dadurch auszuschließen, daß die Kupplungszahnkränze 25 und 36 miteinander in Berührung kommen.effect between the stationary ring 28 and the sleeve 22 rotating at high speed as a result of the cooperation of the coarse threads 23 and 2k, the generation of an axial force component which tries to hold the sleeve 22 at the axial stop 37 and thereby prevent the clutch sprockets 25 and 36 from engaging with each other Come into contact.

Die Zahnstärke der Zähne des Kupplungszahnkranzes 36 ist in der bei 40 angedeuteten Weise verringert, so daß die Belastung der Klinken und der Zähne des Klinkenzahnkranzes dann vermieden ist, wenn zwischen den beiden Wellen 33 und die volle treibende Verbindung hergestellt ist.The tooth thickness of the teeth of the clutch ring gear 36 is reduced in the manner indicated at 40, so that the Loading of the pawls and the teeth of the ratchet ring gear is avoided when between the two shafts 33 and the full driving connection is established.

Wie bei der oben unter Bezug auf die Fig. 1 und 2 beschriebenen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Mechanismus können statt einer Reibungs- und/oder Ölzähigkeits-Hemmwirkung auch eine magnetische, Wirbelstrom- oder pneumatische Hemmwirkung Anwendung finden, um die gemäß der Erfindung angestrebten Wirkungen zu erzielen.As in the embodiment of the mechanism according to the invention described above with reference to FIGS Instead of a friction and / or oil viscosity inhibiting effect, a magnetic, eddy current or pneumatic inhibiting effect can also be used Find application in order to achieve the desired effects according to the invention.

Die Klinken 26 können, anstatt auf dem Zwischenelement angeordnet zu sein und mit an dem Ring 28 angeordneten Klinkenzähnen 31 zusammenzuwirken, in kinematischer Umkehrung auch an dem Ring 28 angeordnet sein und mit Klinkenzähnen einesThe pawls 26 can, instead of being on the intermediate element to be arranged and to cooperate with ratchet teeth 31 arranged on the ring 28, also in kinematic reversal be arranged on the ring 28 and one with ratchet teeth

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Klinkenzahnkranzes zusammenwirken, welcher an dem Zwischenelement 22 angeordnet ist. Falls erforderlich, können Mittel vorgesehen sein, mit deren Hilfe die Klinkennasen aus dem Bereich der Zähne des Klinkenzahnkranzes herausgehalten werden können, so daß ein unerwünsohtes Hinwegschleifen der Klinken über die Zähne des Klinkenzahnkranzes vermieden wird.Cooperate ratchet ring, which on the intermediate element 22 is arranged. If necessary, funds can be used be provided, with the help of which the pawl noses are kept out of the area of the teeth of the ratchet ring gear can be, so that an undesired dragging of the Ratchets over the teeth of the ratchet ring gear is avoided.

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Claims

Synchronous self-switching mechanism for the automatic engagement or disengagement of interacting sprockets for the purpose of establishing or interrupting a driving connection between two rotating force-transmitting Elements depending on the relative direction of rotation of these elements, in which the mutual engagement of the ring gears is a Cooperation of helically arranged surfaces' conditioned and caused by a ratchet ratchet mechanism is characterized by a, a circumferential part (Ij 33) of the mechanism associated auxiliary element (7; 28), which with disengaged sprockets (3, 18; 25, 36) and overtaking Ratchet ratchet mechanism (5, 10; 26, 31) due to this assignment, a cooperation between the said helically arranged surfaces (15, 16; 23, 24) in the sense of an endeavor brings about the mechanism in to hold the disengaged state without touching the two sprockets.

2. Synchronous self-switching mechanism according to claim 1, the helically arranged surfaces of which Flank surfaces of high helix threads are which one

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Force the intermediate element coupling sleeve to engage or disengage a ring gear held by the intermediate element axially screwing into or out of a ring gear held by the other of the force-transmitting elements to move relative to one of the two force-transmitting elements, characterized in that the auxiliary element one with, inhibition relative to the other force-transmitting Element (1) has rotatable ring (7) which is connected to the intermediate element (17) is in tooth engagement (11, 18), and that the pawls (5) or teeth (10) of the ratchet mechanism (5 »10) be held on the one hand by this other force-transmitting element (1) and on the other hand by this ring (7), or vice versa (Figs. 1 and 2).

3. Synchronous self-switching mechanism according to claim 1, the helically arranged surfaces of which Flank surfaces of interlocking high helix threads " are, which force an intermediate element to be used for the purpose of einzw. Disengagement of one held by this intermediate element Toothed ring in or out of a toothed ring held by the other of the force-transmitting elements, axially screwing relative to one of the two force-transmitting elements to move, characterized in that the auxiliary element is rotatable with an inhibition relative to the intermediate element (22)

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Has ring (28) which is in toothed engagement (32, 36) with the other force-transmitting element (33), and that the Pawls (26) or teeth (3D of the ratchet ratchet mechanism (26, 31) on the one hand from the intermediate element (22) and on the other hand are held by this ring (28), or vice versa (Fig. 3) ·

4. Synchronous self-switching mechanism according to claim 2 or 3 »characterized in that the Zahnein reached between the ring (7) and the intermediate element (17) or the ring (28) and the other force-transmitting Element (33) via a ring (7i 28) held by the ring gear (11; 32) with one of the intermediate element (17) held ring gear (18) or held by one of the other force-transmitting element (33) Ring gear (36) is in engagement.

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