FREEWHEEL ARRANGEMENT FOR A GEAR WHEEL PAIR MOUNTED ON A COMMMON AXIS OF A MECHANISM

Abstract: 1. Freewheel arrangement for a coaxially mounted gear pair (2, 7) of a mechanism with an overrunning clutch spring (12), which is located by means of pre-tension on cylindrical shouders (4, 11) of the same diameter, formed on the two gears, characterized in that the one gear (2) is constructed on a multi-stage shaft (1) provided with a bearing bore (6), the shaft having at least three cylindrical shoulders (3, 4, 5), that the other gear is formed as a gear rim (7) on a housing (8) mounted on two shoulders (3, 5) of the shaft (1), that constructed in the housing (8) is a seat associated with the overrunning clutch spring (12) and that means (9) are provided for securing the axial position of the shaft (1) and housing (8).

Description: afanordnung für ein gleichachsig gelagertes Zahnrad Lnes Laufwerkes Eindung betrifft eine Freilaufanordnung für ein gleichachlagertes Zahnradpaar eines Laufwerkes mit einer Schling welche mit Vorspannung auf an den beiden Zahnrädern anten, zylindrischen Ansätzen gleichen Durchmessers ange ist. nsequente Anwendung eines Laufwerkes bzw. des dem Laufugeordneten Motors bedingt, dass auch die Möglichkeit der chtungsumkehr als mechanische Schaltfunktion genutzt wird m Ziel, dass beispielsweise von wenigstens zwei durch das rk angetriebenen Aggregaten eines bei der einen einem been Zustand zugeordneten Drehrichtung des Motors vom Anabgekuppelt ist. Derartige Bedingungen sind beispielswei Fahrtschreibern gegeben, wo bei Fahrt des Fahrzeuges ein enzählwerk, ein Streckenregistrierorgan und ein Arbeitsgistrierorgan von einem Schrittmotor angetrieben werden, r auch bei Stillstand des Fahrzeuges den Antrieb für die hin erforderliche Betätigung des Arbeitszeitregistrier liefert. rartiges, drehrichtungsabhängiges Kuppeln kann bekanntmittels einer Freilaufanordnung, beispielsweise eines Zahnesperres oder eines Klemmgesperres, realisiert werden. ner Vielzahl von Anwendungsfällen in der Feinwerktechnik, dem Laufwerk nur geringe Drehmomente zu übertragen sind1 C der hohe Drehzahlen noch wesentliche Beschleunigungen ten, lassen sich für diesen Zweck vorteilhaft sog. gfederkupplungen einsetzen, bei denen die Schlingfeder !n zu kuppelnden Getriebeelementen in friktioneller Ver g steht und die Kupplung "geschlossen" ist, wenn die zu inden Getriebeteile relativ zueinander in Windungsrichtung ghlingfeder bewegt werden bzw. die Kupplung sich "öffnet" oder geöffnet" ist, wenn die Drehrichtung entgegen der Windungsrichtung der Schlingfeder erfolgt und bei einer bestimmten Drehzahl Gleichgewicht zwischen der Friktion und der zusätzlich "eingedrehten" Federvorspannung herrscht. Schlingfederkupplungen zeichnen sich gegenüber den genannten Zahnricht- und Klemmgesperren einerseits sowohl durch geringen Raumbedarf als auch durch geringen Teile- und Montageaufwand, andererseits durch Funktionssicherheit, einen sehr kleinen Verlustwinkel bei Drehrichtungsumkehr und wenig Geräuschentwicklung aus. Dies gilt insbesondere dann, wenn die Schlingfeder mit einer leichten, axialen Vorspannung gefertigt ist und der verwendete Federdraht einen quadratischen oder rechteckförmigen Querschnitt aufweist. Nachteilig bei den bisher bekannten Bauformen solcher Schlingfederkupplungen ist, dass infolge der zwischengeschalteten Schlingfeder ein relativ grosser, axialer Abstand zwischen den beiden gleichachsig gelagerten Getriebeelementen eingehalten werden muss. Solche Bauformen sind daher für Laufwerke, bei denen, was der Raumnutzung wegen im allgemeinen anzustreben ist, die Zahnräder des Laufwerkes einer einzigen Platine sozusagen platinenparallel zugeordnet sind und somit die Radkörper eines gleichachsig angeordneten Zahnradpaares unmittelbar nebeneinander angeordnet werden müssen, ungeeignet, ungeeignet insbesondere auch deshalb, weil der Austausch eines ¯starren" Zahnradpaares gegen ein solches, dem eine Schlingefederkupplung bekannter Bauart zugeordnet ist, nicht möglich ist. Der Erfindung war somit das Ziel gesteckt, diesen Mangel zu beseitigen und eine Freilaufanordnung zu schaffen, die eine vormontierbare, vorzugsweise werkzeuglos steckbare Einheit aus wenigen, leicht herstellbaren Teilen darstellt, welche gegenüber der Montage eines ¯starren" Zahnradpaares ohne zusätzliche Massnahmen in den Getriebezug eines Laufwerkes eingefügt werden kann. Die Lösung dieser Aufgabe sieht vor, dass das eine Zahnrad an einer mit einer Lagerbohrung versehenen, mehrstufigen Welle mit wenigstens drei zylindrischen Ansätzen ausgebildet ist, dass das andere Zahnrad als Zahnkranz an einem auf zwei Ansätzen der Welle gelagerten Gehäuse angeformt ist, dass in dem Gehäuse ein der Schlingfeder zugeordneter Sitz ausgebildet ist und dass Mittel zur axialen Lagesicherung von Welle und Gehäuse vorgesehen sind. Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel ist dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse von zwei koaxial ineinander angeordneten und stirnseitig miteinander verbundenen, zylindrischen Hülsen unterschiedlicher Länge gebildet ist, wobei der Innendurchmesser der äusseren Hülse dem Durchmesser des grössten Ansatzes der Welle entspricht, der Aussendurchmesser der inneren, kürzeren Hülse gleich ist dem Durchmesser des mittleren Ansatzes der Welle und der Innendurchmesser der inneren Hülse dem Durchmesser des kleinsten Ansatzes der Welle entspricht und dass zur Lagesicherung von Welle und Gehäuse axial wirkende Rastmittel ausgebildet sind. Der Vorteil, den die Erfindung bietet, besteht, abgesehen davon, dass die gestellte Aufgabe zufriedenstellend gelöst ist, zusätzlich darin, dass das vorgesehene Gehäuse eine Kapselung für die Schlingfeder darstellt, die Verschmutzung und durch Verschmutzung bedingte Veränderungen der friktionellen Verhältnisse der Freilaufanordnung weitgehend vermeidet und die Freilaufanordnung wartungsfrei macht. Ausserdem ist vorteilhaft, dass bei der gefundenen Bauform die beiden Zahnräder jeweils einen relativ grossen Lagerstellenabstand aufweisen, so dass grobe Lagertoleranzen gewählt werden können. Somit ist auch, abgesehen davon, dass die Freilaufanordnung nur mit drei Teilen realisiert werden kann, eine gute Eignung für die Serienfertigung und aufgrund einer problemlosen Miniaturisierbarkeit eine vielseitige Verwendbarkeit gegeben. Ferner bietet, indem der Zahnkranz an einer beliebigen Stelle des Gehäuses ausgebildet sein kann, die gefundene Bauform unabhängig von der Länge der Schlingfeder eine Wahlmöglichkeit bezüglich des axialen Abstandes der beiden Zahnräder der Freilaufanordnung. Denkbar ist in diesem Zusammenhang auch, das Gehäuse über einen grösseren Bereich oder die gesamte Länge zu verzahnen, wodurch eine weitgehende Unabhängigkeit von der Lage des in die Verzahnung des Gehäuses eingreifenden Zahnrades erzielt wird. Im folgenden wird die Erfindung anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt FIG. 1 ein Schnittbild der erfindungsgemässen Freilauf anordnung, FIG. 2 ein Ausführungsbeispiel für eine Steckverbindung zwischen Hülse und Welle, FIG. 3 eine Schnittdarstellung einer Rädergruppe eines Laufwerkes in der die erfindungsgemässe Freilaufanord nung eingefügt ist. Gemäss FIG. 1 ist mit 1 eine Welle bezeichnet, an welcher wenigstens ein Zahnrad 2 und drei zylindrische Ansätze 3, 4 und 5 spritzgusstechnisch ausgebildet sind und welche mit einer Lagerbohrung 6 versehen ist. Auf der Welle 1 bzw. auf deren Ansätzen 3 und 5, deren zylindrische Laufflächen nicht näher bezeichnet sind, ist ein einen Zahnkranz 7 tragendes und ebenfalls als Spritzgussteil ausgebildetes Gehäuse 8 gelagert und durch eine mit dem Ansatz 5 der Welle 1 beispielsweise durch Kaltstauchent 5 verbundene Laufscheibe 9 axial gesichert. Der Zahnkranz 7 bwz. dessen Radraum grenzt, was beabsichtigt war, bei der erfindungsgemässen Bauform unmittelbar an den Radraum des Zahnrades 2 an, er kann aber auch an einer anderen Stelle des Gehäuses 8 angeformt sein. Wie ferner aus der FIG. 1 ersichtlich ist, besteht das Gehäuse 8 aus zwei koaxial ineinander angeordneten und stirnseitig miteinander verbundenen, zylindrischen Hülsen 10 und 11 unterschiedlicher Länge. Dabei bildet die innere Hülse 11, deren Aussendurchmesser gleich ist dem Durchmesser des Ansatzes 4 der Welle 1, mit dem Ansatz 4 eine gleichmässige Zylinderfläche, auf der eine Schlingfeder 12, die aus Federdraht mit rechteckförmigem Querschnitt gefertigt ist, mit leichtem Presssitz und einer gewissen axialen Vorspannung angeordnet ist, während der Innendurchmesser der äusseren Hülse 10 eine erste Lagerbohrung 13 und der Innendurchmesser der inneren Hülse 11 eine zweite Lagerbohrung 14 des Gehäuses 8 darstellen. Mit einer Ausbildung gemäss FIG. 2 lässt sich die erfindungsgemässe Freilaufanordnung mit drei Bauteilen realisieren, die durch lediglich Zusammenstecken miteinander verbindbar sind. Der axialen Sicherung können gemäss FIG. 2 ein an der Welle 1 ausgebildeter Wulst 15 dienen, der mit einem an dem Gehäuse 8 federungsfähig angeformten Ansatz 16 bzw. einer in dem Ansatz 16 ausgebildeten, nicht näher bezeichneten Nut zusammenwirkt. Denkbar sind andererseits geeignete, in eine in der Welle 1 vorgesehene Nut eingreifende, an dem Gehäuse 8 ausgebildete Rasthaken. Der Vollständigkeit halber zeigt FIG. 3 das Einfügen der erfindungsgemässen Freilaufanordnung in ein feinwerktechnisches Laufwerk. Dabei geht der Kraftfluss aus von einem nicht dargestellten Motor, dessen Ritzel mit einem Zahnrad 19 eines auf einer in einer Platine 17 befestigten Achse 18 gelagerten Zahn-' radpaares 19, 20 in Eingriff steht. Über das Zahnrad 20, das mit dem am Gehäuse 8 der Freilaufanordnung angeformten Zahnkranz 7 kämmt, wird, wenn der Antrieb in Windungsrichtung der Schlingfeder 12 erfolgt, die Welle 1 und somit über das an ihr ausgebildete Zahnrad 2 auch das mit diesem in Eingriff stehende Zahnrad 21 angetrieben. Mit 22 ist eine in der Platine 17 befestigte, der Freilaufanordnung zugeordnete Achse bezeichnet. Auf einer weiteren Achse 23 ist das Zahnrad 21 und ein mit dem Zahnrad 21 verdrehfest verbundenes Getriebeelement 24 gelagert. Der zwischen dem Zahnrad 21 und dem Getriebeelement 24 vorgesehene Einstich dient der Freilaufanordnung als axiale Sicherung.

Claims: Patentansprüche: 1. Freilaufanordnung für ein gleichachsig gelagertes Zahnrad paar eines Laufwerkes mit einer Schlingfeder, welche mit tels Vorspannung auf an den beiden Zahnrädern angeformten, zylindrischen Ansätzen gleichen Durchmessers angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass das eine Zahnrad (2) an einer mit einer Lagerbohrung (6) versehenen, mehrstufigen Welle (1) mit wenigstens drei zy lindrischen Ansätzen (3, 4, 5) ausgebildet ist, dass das andere Zahnrad als Zahnkranz (7) an einem auf zwei Ansätzen (3, 5) der Welle (1) gelagerten Gehäuse (8) ange formt ist, dass in dem Gehäuse (8) ein der Schlingfeder (12) zugeordne ter Sitz ausgebildet ist und dass Mittel zur axialen Lagesicherung von Welle (1) und Ge häuse (8) vorgesehen sind. 2. Freilaufanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (8) von zwei koaxial ineinander angeordneten und stirnseitig miteinander verbundenen, zylindrischen Hül sen (10, 11) unterschiedlicher Länge gebildet ist, wobei der Innendurchmesser der äusseren Hülse (lo) dem Durchmesser des grössten Ansatzes (3) der Welle (1) entspricht, der Aussen durchmesser der inneren, kürzeren Hülse (11) gleich ist dem Durchmesser des mittleren Ansatzes (4) der Welle (1) und der Innendurchmesser der inneren Hülse (11) dem Durchmesser des, kleinsten Ansatzes (5) der Welle (1) entspricht. 3. Freilaufanordnung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass zur Begrenzung des Spaltes zwischen den Stirnflächen des mittleren Ansatzes (4) der Welle (1) und der inneren Hülse (11), die den Sitz der Schlingfeder (12) bilden, mit der Welle (1) eine Laufscheibe (9) verbunden ist. 4. Freilaufanordnung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass zur Lagesicherung von Welle (1) und Gehäuse (8) axial wirkende Rastmittel ausgebildet sind.

Inventors: HELMSCHROTT, NORBERT, KIRNER, HERBERT
Applicants: MANNESMANN KIENZLE GMBH
Application year: 1984
Main classification: F16D13
IPC codes: F16H3, F16H57, F16D41