DE19814713A1

DE19814713A1 - Freilaufkupplung mit Schlingfeder

Info

Publication number: DE19814713A1
Application number: DE1998114713
Authority: DE
Inventors: Hans-Michael Dangel
Original assignee: Gerhard Geiger GmbH and Co
Current assignee: Gerhard Geiger GmbH and Co
Priority date: 1998-04-02
Filing date: 1998-04-02
Publication date: 1999-10-07

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf eine Freilaufkupplung aus zwei gegeneinander verdrehbaren, ineinander gelagerten Kupplungsteilen (2), die mittels Kupplungsmitteln in der einen Richtung miteinander kuppelbar und in der anderen Drehrichtung gegeneinander frei verdrehbar sind. Ein einfacher Aufbau und ein geringer Verschleiß werden dadurch erreicht, daß auf einem wellenförmigen Stück (12) des einen Kupplungsteils (2) eine Torsionsschraubenfeder (6) aufgebracht ist, die mit ihrem einen Ende (16) am anderen Kupplungsteil (1) festlegbar ist und mit ihrem anderen Ende (18) nicht festgelegt ist (Fig. 1).

Description

Die Erfindung betrifft eine Freilaufkupplung der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Art.

Derartige Freilaufkupplungen sind allgemein, beispielsweise von Fahrrädern her, bekannt. Dabei sind in dem einen Kupplungsteil federbelastete Sperrklinken fest gelagert, die in der einen Drehrichtung des einen Kupplungsteils hinter Nasen des anderen Kupplungsteils greifen und in der anderen Drehrichtung über diese Nasen hinweggleiten. Diese Freilaufkupplungen sind kompliziert aufgebaut, die Federn für die Sperrklinken neigen zum Brechen, und die Kraftübertragung zwischen den Kupplungsteilen ist auf kleine Flächen beschränkt, so daß sich ein erheblicher Verschleiß der Sperrklinken und Nasen ergibt.

Durch die DE-A1-196 09 981 ist ferner eine Innenlagereinheit bekannt, bei der eine Innenlagerwelle mit einem übergeschobenen, elastischen Element, das eine Feder sein kann, zum Kraftfluß durch einen Freilauf einseitig verbunden ist und die Drehbewegung auf dieses torsionselastische Element überträgt, das auf der verbindungsfernen Seite mit einem Teil zum Kraftabtrieb versehen ist. Dieses Teil und das Element sind dabei mittels Nadellager auf der Innenlagerwelle gelagert. Diese Innenlagereinheit soll die Messung des Drehmoments der Innenlagerwelle ermöglichen. Für den Freilauf der Innenlagerwelle sind gesonderte Freilaufmittel erforderlich.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Freilaufkupplung der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Art zu schaffen, die einfach aufgebaut und einem geringen Verschleiß unterworfen ist.

Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.

Die nach der Erfindung aufgebaute Freilaufkupplung nutzt die bei ihrer Verdrehung entstehende Verringerung ihres Innendurchmessers zum Kuppeln aus und ist außerordentlich betriebssicher. Da die Torsionsschraubenfeder auf der großen Fläche des wellenförmigen Stücks aufliegt, ist die Kraftübertragungsfläche sehr groß und der Verschleiß entsprechend gering. Eine Freilaufselbsthemmung wird durch eine Vorspannung des Durchmessers der Schraubenfeder erzielt. Eine Kraftübertragung erfolgt durch Seilreibung.

Eine zweckmäßige, weitere Ausbildung der Erfindung ist so getroffen, daß das andere Kupplungsteil als Welle und das eine Kupplungsteil im wesentlichen als geschlossener Zylinder mit einem Deckelteil und einem Bodenteil ausgebildet ist und daß die Welle mit einem Bund im Deckelteil und mit einem Endteil verringerten Durchmessers in einem mit dem Bodenteil verbundenen, das wellenförmige Stück bildenden Hülsenteil gelagert ist, dessen Außendurchmesser dem Wellendurchmesser entspricht.

Eine zweckmäßige, weitere Ausbildung der Erfindung ist so getroffen, daß der Bund der Welle eine achsparallele Öffnung zum Festlegen des einen Endes der Torsionsschraubenfeder aufweist und diese auf der Welle und dem Hülsenteil angeordnet ist.

Gemäß einer zweckmäßigen, weiteren Ausbildung der Erfindung weist der eine Kupplungsteil an seinem Umfang achsparallele Nuten zur drehfesten Befestigung weiterer Kraftübertragungsglieder auf.

Gemäß einer weiteren Ausbildung der Erfindung besteht der eine Kupplungsteil aus Kunststoff, der damit einfache, verschleißarme Gleitlager für den anderen Kupplungsteil bilden kann.

Gemäß einer weiteren Ausbildung der Erfindung ist die Torsionsschraubenfeder eine rohrförmige Bandfeder. Damit bietet sie eine große Auflagefläche für die Reibkraft.

Gemäß einer weiteren Ausbildung der Erfindung weist das im Bund festgelegte Ende der Torsionsschraubenfeder eine abgeplattete Form auf. Dadurch wird ein Herausrutschen dieses Federendes aus der Öffnung im Bund sicher vermieden.

Die Erfindung wird nun anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine Freilaufkupplung gemäß der Erfindung,

Fig. 2 einen verkleinerten Längsschnitt durch den Außenkupplungsteil der Freilaufkupplung der Fig. 1,

Fig. 3 eine Rückansicht des Außenkupplungsteils nach Fig. 2,

Fig. 4 eine Seitenansicht der in Fig. 1 dargestellten Torsionsschraubenfeder und

Fig. 5 eine Stirnansicht des linken Federendes der Torsionsschraubenfeder in Fig. 4.

Die in den Figuren dargestellte Freilaufkupplung weist nur eine das andere Kupplungsteil darstellende Welle 1, einen das eine Kupplungsteil 2 darstellenden, im wesentlichen geschlossenen Hohlzylinder mit einem als Bund ausgebildeten Deckelteil 3 und einem Bodenteil 4, eine Torsionsschraubenfeder 6 und einen Sicherungsring 7 auf.

Die Welle 1 besteht vorzugsweise aus Stahl und ist am antriebsseitigen Ende mit einem Vierkantabschnitt 8 und im mittleren Bereich mit einem Bund 9 versehen, der in einer entsprechenden Öffnung 10 (Fig. 2) des Deckelteils 3 gelagert ist. Ein antriebsferner Endbereich 11 der Welle 1 hat einen verringerten Durchmesser und ist in einem Hülsenteil 12 gelagert. Dieser Hülsenteil erstreckt sich vom Bodenteil 4 des Kupplungsteils 2 aus koaxial nach innen und hat einen Außendurchmesser, der der Welle 1 entspricht. Die Welle 1 ist mittels des Sicherungsrings 7 am Bodenteil 4 des Kupplungsteils 2 gesichert. Das Kupplungsteil 2 weist an seinem Umfang Nuten 13, 14, 15 auf, die es gestatten, weitere, der Kraftübertragung dienende Glieder mit dem Kupplungsteil 2 drehfest zu verbinden. Das Kupplungsteil 2 besteht vorzugsweise aus Kunststoff.

Auf die Welle 1 und die Hülse 12 ist die Torsionsschraubenfeder 6 aufgeschoben. Das eine Ende 16 dieser Feder ist koaxial abgebogen, nach Fig. 5 abgeplattet, in einer koaxialen Öffnung 17 des Bunds 9 festgelegt und mit der Welle 1 direkt verbunden. Das andere Ende 18 dieser Feder ist nicht festgelegt, stützt sich aber vorzugsweise am Bodenteil 4 des Kupplungsteils 2 ab. Die Torsionsschraubenfeder 6 ist als rohrförmige Bandfeder ausgebildet, wie die Fig. 1 und 4 zeigen.

Bei Drehung der Welle 1 in der einen Richtung wird aufgrund der Seilreibung der Torsionsschraubenfeder 6 auf der Hülse 12 diese Feder gedreht und dabei ihr Durchmesser verringert, so daß eine sehr feste Kupplung der beiden Kupplungsteile 1, 2 erfolgt. Dabei trägt der auf der Welle 1 befindliche Teil der Torsionsschraubenfeder 6 dazu bei, daß die Kraftübertragung nicht allein vom Ende 16 der Torsionsschraubenfeder 6 übernommen wird. Bei Drehung der Welle 1 in der anderen Richtung erfolgt eine Aufweitung des Innendurchmessers der Torsionsschraubenfeder 6, so daß sich die Welle 1 ohne Mitnahme des Kupplungsteils 2 frei drehen kann.

Alternativ ist es grundsätzlich auch möglich, die Torsionsfeder 6 statt am Kupplungsteil 1 am Kupplungsteil 2 festzulegen und das Kupplungsteil 2 anzutreiben.

Claims

1. Freilaufkupplung aus zwei gegeneinander verdrehbaren, ineinander gelagerten Kupplungsteilen, die mittels Kupplungsmitteln in der einen Richtung miteinander kuppelbar und in der anderen Drehrichtung gegeneinander frei verdrehbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß auf einem wellenförmigen Stück (12) des einen Kupplungsteils (2) eine Torsionsschraubenfeder (6) aufgebracht ist, die mit ihrem einen Ende (16) am anderen Kupplungsteil (1) festlegbar ist und mit ihrem anderen Ende (18) nicht festgelegt ist.

2. Freilaufkupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das nicht festgelegte Ende (18) der Torsionsschraubenfeder (6) sich am einen Kupplungsteil (4) abstützt.

3. Freilaufkupplung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das eine Kupplungsteil (1) als Welle und das andere Kupplungsteil (2) im wesentlichen als geschlossener Zylinder mit einem Deckelteil (3) und einem Bodenteil (4) ausgebildet ist und daß die Welle mit einem Bund (9) im Deckelteil und mit einem Endteil (11) verringerten Durchmessers in einer mit dem Bodenteil (4) verbundenen, das wellenförmige Stück bildenden Hülsenteil (12) gelagert ist, dessen Außendurchmesser dem Wellendurchmesser entspricht.

4. Freilaufkupplung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Bund (9) der Welle (1) eine achsparallele Öffnung (17) zum Festlegen des einen Endes (16) der Torsionsschraubenfeder (6) aufweist und diese auf der Welle (1) und dem Hülseteil (11) angeordnet ist.

5. Freilaufkupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der eine Kupplungsteil (2) an seinem Umfang achsparallele Nuten (13, 14, 15) oder andere Verbindungsmittel zur drehfesten Befestigung weiterer Kraftübertragungsglieder aufweist.

6. Freilaufkupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der eine Kupplungsteil (2) aus Kunststoff besteht.

7. Freilaufkupplung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Torsionsschraubenfeder (6) eine rohrförmige Bandfeder ist.

8. Freilaufkupplung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das im Bund (9) festgelegte Ende (16) der Torsionsschraubenfeder (6) eine abgeplattete Form aufweist.