Mit Freilaufeinrichtung versehenes Getriebe zur Umwandlung der Drehbewegung eines Antriebsorganes in eine Axialverschiebung des angetriebenen Teiles Es sind bereits mit Freilaufeinrichtung versehene Getriebe zu Umwandlung der Drehbewegung eines Antriebsorganes in eine Axialverschiebung des ange triebenen Teiles bekannt, bei welchen der Kraft- schluss zwischen einer auf einer vom Antriebsorgan angetriebenen Gewindespindel verschraubbaren Mut ter und einem diese koaxial umfassenden, nicht dreh baren, axial verschiebbaren,
mit dem anzutreibenden Tea verbundenen, rohrförmigen Teil durch eine zy lindrische Klemmfeder bewirkt wird, welche bei der Kraftübertragung klemmend an der Mutter anliegt und mit ihren radial abgebogenen Enden in einen Längsschlitz am anderen Teil eingreift, und bei wel chem die Mutter im rohrförmigen Teil zwischen zwei Druckfedern in einer Mittelistelung gehalten isst und bei Blockierung des rohrförmigen Teiles in diesem axial verschoben wird, bis das kraftübertragende Ende der Klemmfeder aus dem genannten Längschl@itz her austritt und freigegeben wird,
wodurch die Klemm feder entspannt und damit die kraftschlüssige Verbin dung aufgehoben wird und Freilauf eintritt. Es ist auch schon vorgeschlagen worden, bei einem Getriebe dieser Art die Gegenkraft, welche von dem den Längs schlitz aufweisenden Teil bei der Derhung der genann ten Mutter auf das an der einen den Längsschlitz be grenzenden Längskante anliegende Ende der Klemm feder ausgeübt wird, durch mechanische Mittel in ent gegengesetzter Richtung wirkend auf das andere, nicht an einer Längskante anliegende Ende der Klemm- feder zu übertragen, derart,
dass durch die übertra- gung der auf das an der Längskante des Längsschlit zes anliegende Ende der Klemmfeder wirkenden Ge genkraft auf das andere Ende der Klemmfeder die Spannung der Klemmfeder erhöht und damit der Kraftschluss des Getriebes verstärkt wird.
Derartige Getriebe haben sich im allgemeinen ;sehr gut bewährt und zwar auch in Fällen, in welchen sie verhältinismässig grosse Kräfte zu übertragen haben. Es hat sich jedoch gezeigt, dass das Abbiegen der Enden der Klemmfeder mit der erforderlichen Prä zision grosse Schwierigkeiten bereitet. Nebst herstel lungstechnischen Schwierigkeiten hat dies zur Folge, dass ein Getriebe,
insbesondere wenn es verhältnis- mässig hoch belastet wird, hie und da in Freilaufstel- lung übergeht, wenn es noch in Arbeitsstellung ver bleiben und somit Kraft übertragen :sollte.
Ein weiterer schwerwiegender Nachteil der be kannten Getriebe dieser Art ist der, dass auf die Klemmfeder nicht nur Kräfte übertragen werden, welche .in Umfangsrichtung wirken und ein Zusam mendrehen oder Aufdrehen der Klemmfeder bewir ken, sondern auch Kräfte, welche in Achsrichtung wirken und nicht nur einen höchst unerwünschten Verschleiss aller beteiligten Teile zur Folge haben,
sondern auch die Wirkungsweise der Klemmfeder stark beeinflussen und Betriebsstörungen verursachen können.
Diese Nachteide können durch die Erfindung be- hoben werden.
Die Erfindung betrifft ein mit Freilaufeinrichtung versehenes Getriebe zur Umwandlung der Derhbewe- gung eines Antriebsorganes in eine Axialverschiebung des angetriebenen Teiles,
bei welchem der Kraft schluss zwischen einer auf einer vom Antriebsorgan an- getriebenen Gewindespindel verschraubbaren Mutter und einem diese koaxial umfassenden,nicht drehbaren, axial verschiebbaren, mit dem anzutreibenden Teil verbundenen, rohrförmgen Kolben durch eine zylin drische Klemmfeder erfolgt, deren Enden durch eine mit einem Längsschnitz versehene,
fest im rohrförmi- gen Kolben angeordnete Büchse derart beeinflusst werden, dass die Klemmfeder bei der Kraftübertra gung klemmend auf der Mutter aufliegt und diese am Mitdrehen mit der Gewindespindel hindert, in Frei laufstellung jedoch entspannt wird, so dass sie die Mutter nicht mehr festhält und diese sich mit der Ge windespindel drehen kann, und bei welchem die Mut ter in rohrförmigen Kolben zwischen zwei Druckfe dern in einer Mittelstellung gehalten ist und bei Blok- kierung des Kolbens in diesem axial verschoben wird, welches dadurch gekennzeichnet ist, dass die auf der Mutter,
welche auf die Gewindespindel aufgeschraubt ist, aufgesetzte zylindrische Klemmfeder zwischen zwei lose auf die Mutter aufgesetzten, ringförmigen Mitnehmerscheiben liegt, welche zwischen zwei je in eine ringförmige Nute der Mutter eingesetzten Spreiz- ringen gehalten sind, und dass jede Mitnehmerscheibe mindestens eine Nase,
welche in eine an der der be- treffenden Mitnehmerscheibe gegenüberliegenden End- fläche der Klemmfeder vorgesehene Einfräsung ein greift, und eine radial nach aussen abstehende Nase besitzt, auf welche letzteren Nasen ein in dem Längs schlitz der im dem die Mutter mitsamt der Klemmfe der umfassenden, nicht drehbaren,
mit dem anzutrei benden Teil verbundenen Kolben fest angeordneten Büchse liegendes, mit Führungen für diese Nasen ver- sehenes Steuerorgan in Achsrichtung verschiebbar ge führt ist.
Die in die Einfräsung in der Endfläche der Klemm feder eingreifende Nase jeder Mitnehmerscheibe und deren radial nach aussen vorstehende, in der Führung des Steuerorganes geführte Nase sind zweckmässig zu einer einzigen Nase vereinigt.
Die Teile dieses Getriebes nach der Erfindung, ,insbe sondere dessen Klemmfeder und Mitnehmerscheiben, bieten herstellungstechnisch keinerlei Schwierigkeiten. Wie nachstehend nachgewiesen wird, werden bei diesem Getriebe auch keine in Achsrichtung wirken den Kräfte auf die Klemmfeder übertragen. Dieses Getriebe arbeitet auch bei höchster Belastung stö rungsfrei.
In der Zeichnung sind eine beispielsweise Ausfüh- rungsform des Erfindungsgegenstandes und Einzelteile desselben dargestellt.
Es zeigen: Fig. 1 einen axialen Schnitt durch ein mit Freilauf einrichtung versehenes Getriebe zur Umwandlung der Drehbewegung eines Antriebsorganes .in eine Axial verschiebung des angetriebenen Teiles mit dem An triebsmotor, Fig. 2 das Kupplungsglied dieses Getriebes, teil weise im Schnitt, bei Erreichen der Freilaufstellung, Fig. 3 das Kupplungsglied nach der Fig. 2, in glei cher Darstellungsweise,
nach Umkehrung der Dreh richtung des Antriebsmotores bei Erreichen der kraft übertragenden Stellung, Fig. 4 einen Schnitt nach der Linie A-A in der Fi:
g. 3, Fig. 5 eine Seitenansicht der auf die Gewindespin del des Getriebes aufgeschraubten Mutter, Fig. 6 eine Stirnansicht der Mutter nach der FinG. 5, Fig. 7 eine Seitenansicht der Klemmfeder des Kupplungsgliedes nach den Fig. 2 biss 4, Fig. 8 eine Stirnansicht der Klemmfeder nach der Fig. 7,
Fig. 9 eine Ansicht einer Mitnehmerscheibe des Kupplungsgliedes nach den Fig. 2 bis 4, Fig. 10 eine Seitenansicht der Mitnehmerscheibe nach er Fig. 9, Fig. 11 eine Draufsicht auf das Steuerorgan des Kupplungsgliedes nach den Fig. 2 bis 4, und Fig. 12 eine Seitenansicht des Steuerorganes nach der Fig. 11.
In der Fig. 1 ist mit 1 das Gehäuse eines reversier- baren Elektromotors bezeichnet, an dessen Flansch mittels Schrauben 2 ein Flansch 3a eines zylindri schen, zur Motorachse koaxialen Zwischengehäuses 3 befestigt ist. Das Zwischengehäuse 3 besitzt zwei ko axiale, zur Motorachse senkrecht stehende Achszap fen 4, mittels welcher es in in der Zeichnung nicht dargestellten Lagern gelagert ist. An diesem Zwischen gehäuse 3 sind mittels Schrauben 5 ein Flansch 6a einer Büchse 6 und ein Flansch 7a eines rohrförmigen Gehäuses 7 festgeschraubt.
In die Büchse 6 ist ein Kugellager 8 axial unverschiebbar eingesetzt, in wel chem ein Spindelkopf 9 gelagert ist. Dieser Spindel kopf 9 ist mittels einer handelsüblichen, elastischen Kupplung 10 mit dem Wellenstumpf 11 des Elektro motors gekuppelt. Zwischen dem Kugellager 8 und der Kupplung 10 ist eine Wellendichtung 12, welche dicht auf dem Spindelkopf 9 anliegt, in die Büchse 6 eingesetzt. In den Spindelkopf 9 ist ein Endteil 13a eine Gewindespindel 13 fest eingesetzt.
Im rohrförmi- gen Gehäuse 7 ist ein rohrförmiger Kolben 14 mittels an seinen beiden Enden befestigter Führungsringen 15 verschiebbar geführt. Die Führungsringe 15 weisen je einen Schlitz auf und in diese Schlitze greift eine Füh- rungsleiiste 16, welche mittels Schrauben 17 in Ge häuse 7 befestigt ist. Durch diese Führungsleiste 16 wird jede Drehung des Kolbens 14 im Gehäuse 7 ver hindert.
In den Kolben 14 sind zwei Kugellager 18 und 19 axial verschiebbar eingesetzt, zwischen wel chen sich eine auf die Gewindespindel 13 aufge schraubte Mutter 20 befindet, welche an beiden Enden einen Ansatz 20a bzw. 20b kleineren Durchmessers aufweist, welche Ansätze in die Inneringe der Kugel lager 18 bzw. 19 eingepasst sind.
An der gegen den Elektromotor zu liegenden Seite des Aussenringes des Kugellagers 19 liegt ein Federteller 21 an, an welchem das eine Ende einer zylindrischen Druckfeder 22 an liegt, deren anderes Ende sich auf einen Federteller 23 abstützt, welcher durch einen in das motorseitige Ende des Kolbens 14 eingesetzten Spreizring 24 ge halten eist. Auf der vom Elektromotor angewendeten Seite des Kugellagers 18 liegt an dessen Aussenring ein Federteller 25 an, an welchem das eine Ende einer zylindrischen Druckfeder 26 anliegt, deren anderes Ende sich auf einen Federteller 27 abstützt.
Der Fe derteller 27 liegt an einen Spreizring 27' an, an wel chem auf der anderen Seite eine Tellerfeder 28 an liegt, welche einen Flansch 29a einer rohrförmigen Kolbenstange 29 gegen einen in das vom Elektromotor abgewendete Ende des Kolbens 14 eingesetzten Spreiz- ring 14' drückt, so dass der Kolben 14 mit der Kol benstange 29 fest verbunden ist. In das vom Endteil 13a abgewendete Ende der Gewindespindel 13 ist ein Führungsstück 13b eingeschraubt, welches in der Kol benstange 29 geführt ist.
Die Kolbenstange 29 ist ihrerseits in einer Bohrung eines in das vom Elektro motor abgewendete Ende des Gehäuses 7 eingesetzten Bodens 30, welcher zwischen zwei in Nuten in diesem Ende des Gehäuses 7 eingesetzten Spreizringen 31 gehalten ist, geführt. Das vom Kolben 14 abgewen dete Ende der Kolbenstange 29 ist mit einem An- schlussstück 29b versehen, mittels welchem die Ver bindung mit dem anzutreibenden Teil hergestellt wird. Der Boden 30 besitzt innen und aussen je eine Ring nute, in welche je ein Dichtungsring 32 bzw. 33 ein gesetzt ist.
Der Dichtungsring 32 bildet einen dichten Abschluss zwischen dem Boden 30 und dem Gehäuse 7 und der Dichtungsring einen solchen zwischen dem Boden 30 und der Kolbenstange 29.
Auf dem mittleren, zylindrischen Teil der Mutter 20 isteine Klemmfeder 34 rechteckigen Drahtquerschnittes (Fig. 7 u. 8) angeordnet, welche nahe ihren beiden Enden an ihren Endflächen je eine Einfräsung 34a bzw. 34b aufweist.
Diese Klemmfeder 34 liegt zwischen zwei ringförmigen Mitnehmerscheiben 35a und 35'b (Fig. 9 und 10), welche frei auf die Mutter 20 aufgesetzt sind und welche auf dieser durch je einen Spreizring 36a bzw. 36b gehalten sind. Die Mitnehmerscheiben 35a und 35b weisen je eine gegen die Klemmfeder 34 und radial nach aussen vorspringende Nase 35a' bzw. 35b' auf, welche in die Einfräsungen 34'a bzw 34b der Klemmfeder 34 eingreifen.
Zwischen den Aussenrin- gen der Kugellager 18 und 19 ist mittels einer Schrau be 37 eine Büchse 38 innen am Kolben 14 befestigt. Diese Büchse 38 weist einen sich über ihre ganze Länge erstreckenden Schlitz auf.
Die diesen Längs schlitz begrenzenden Kantflächen der Büchse 38 sind gebrochen und verlaufen zum grösseren Teil, 38a. bzw. 38a', mindestens angenähert parallel zur Achs richtung und zum kleineren Teil, 38b bzw. 38b', zu dieser geneigt, wobei sich der geneigte Teil 38b am einen und dergeneigte Teil 38b' am anderen Ende der Büchse 38 befindet und eine Erweiterung des genann- ten Längsschlitzes bildet.
Im Längsschlitz der Büchse 38 liegt ein plattenförmiges, gewölbtes Steuerorgan 39 (Fig. 11 und 12) mit Spiel zwischen der Innenfläche des Kolbens 14 und der Umfangsfläche der Klemm feder 34, welches an zwei einander diagonal gegen überliegenden Ecken je eine seitlich abstehende Nase 39a bzw. 39b aufweist. Der von der Nase 39a bzw. 39b zur anderen Ecke führende Längsrand des Steuer- organes 39 ist etwas eingebuchtet. Dieses Steuerorgan 39 besitzt 'an beiden Enden je eine in seiner Längs richtung verlaufende, schlitzartige Führung 39c bzw.
39d und in diesen Führungen sind die Nasen 35a' bzw. 35b' der Mitnehmerscheiben 35a und 35b mit Spiel geführt. Die der Nase 35a' bzw. 35b' gegen überliegende Begrenzungsfläche der Führung 39c bzw. 39d weist aussen eine Anschrägung 39c' bzw.
39d' und die mit diesen Bregrenzungsflä.chen zusam menwirkenden Flächen der Nasen 35a' bzw. 35b' der M:itnehmerscheiben 35a bzw. 35b weisen<I>eine</I> Hinter- schneidung 35a" bzw. 35b" auf, derart, dass diese Nase 35a' bzw' 35b' beim Anliegen an der betreffen den Begrenzungsfläche der Führungen 35c bzw. 35d das Steuerorgan 39 übergreift und ein radiales Aus weichen desselben verhindert.
Bei der normalen, ungestörten Arbeit des be schriebenen Getriebes befindet sich das aus der Mut ter 20, der Klemmfeder 34, den Mknehmerscheiben 35a und 35b, den Spreizringen 36a und 36b und dem Steuerorgan 39 bestehende Kupplungsglied in einer Mittelstellung im Kolben 14 und die Kugellager 18 und 19 sind durch die Druckfedern <I>26 bzw.</I> 22 von beiden Seiten an die Mutter 20 und an die Büchse 38 angedrückt, wobei die Ansätze 20a bzw.
20b der Mut ter 20 ganz in die Inneringe e34 Kugellager 18 und 19 eingreifen. Das Steuerorgan 39 liegt mit geringem Spiel zwischen den Aussenringen der Kugellager 18 und 19. Bei Beginn der Drehung der Gewindespindel 13 wird die Mutter 20 samt allen auf ihr angeordne ten Teilen zuerst durch Reibungskraft mitgedreht, bis die Nase 39a des Steuerorganes 39 auf die geneigte Kantfläche 38b der Büchse 38 stösst.
Das diesseitige Ende der Klemmfeder 34 wird dadurch festgehalten und durch die Tendenz der Mutter 20 zum Weiter drehen wird die Klemmfeder 34 unter der Wirkung der Reibungskraft stärker zusammengedreht. Die in Achsrichtung wirkende Komponente der hierbei von der Kantläche 38b auf -die Nase 39a des Steuerorga- nes 29 ausgeübten Gegenkraft wird vom Steuerorgan 39 auf den Aussering des
Kugellagers 18 übertragen und erzeugt hier ebenfalls eine Gegenkraft. Dieses Kräftepaar bewirkt eine dank des vorhandenen Spiels mögliche Verdrehung des Steuerorganes 39 um seinen Berührungspunkt -am Aussenring des Kugellagers 18 im Uhrzeigersinn.
Diese Verdrehung des Steuerorganes 39 wirkt sieh über die Mitnehmerscheibe 35b auf das andere Ende der Klemmfeder 34 aus, derart, dass diese Klemmfeder 34 noch stärker zusammengedreht und deren Klemmkraft erhöht wird. Durch dieses Zu sammendrehen der Klemmfeder 34 wird deren Klemmkraft so gross, dass sie die Mutter 20 nicht mehr mixt der Gewindespindel 13 weiter drehen .lässt, sondern festhält.
Die Mutter wird deshalb auf der sich drehenden Gewindespindel 13 verschraubt und bewegt-sichim angenommenenFallgegen dasvom Elek tromotor abgewendete Ende des Gehäuses 7, wobei sie den Kolben 14 mit allen in und an diesem ange- ordneten Teilen also auch der Kolbenstange 29 mit dem vom dieser zu bewegenden Teil mitnimmt. Er reicht nun der zu bewegende Teil seine Endstellung oder tritt ein Hindernis oder auch nur Überlastung ein,
so kann sich die Kolbenstange 29 mit dem Kolben 14 nicht mehr in dieser Richtung weiterbewegen. Da der Antriebsmotor, auch wenn er rasch ausgeschaltet wird, nicht sofort stillgesetzt werden kann, sondern muss auslaufen können, dreht sich die Gewindespin- del 13 vorerst weiter. Dies hat zur Folge, dass wohl der Kolben 14 im Gehäuse 7 am Ort bleibt, dass sich aber die Mutter 20 im Kolben 14 verschiebt und dabei das Kugellager 18 entgegen der Wirkung der Druckfeder 26 von der im Kolben 14 fest angeordne ten Büchse 38 wegdrückt.
Dabei :gleitet die Nase 39a des Steuerorganes 39 auf der geneigten Kantfäche 38b der Büchse 38 ab, wobei das Steuerorgan 39 in Achsrichtung verschoben wird und dem Aussenring des Kugellagers 18 folgt, ohne aber eine in Achsrichtung wirkende Kraft auf die Mitnehmerscheibe 35a bzw.
deren Nase 35a' auszuüben. Gelangt nun schliesslich die Nase 39a des Steuerorganes an das äussere Ende der geneigten Kantfläche 38b der Büchse 38 oder nahe an dieses, so kommt die in Achsrichtung diese Nase 39a gegenüberliegende Ecke des Steuerorganes zum Anliegen an der Kantfläche 38a der Büchse 38 (Fig. 2).
Damit verschwindet die von der Kantfläche 38b auf die Nase 39a ausgeübte Gegenkraft und es tritt nun eine von der Kantfläche 38a auf die genannte andere Ecke des Steuerorganes 39 ausgeübte Gegen kraft auf, welche von diesem auf die Nase 35b' der Mitnehmerscheibe 35b übertragen wird. Die Mitneh- merscheibe 35b wird dadurch festgehalten, während die andere Mitnehmerscheibe 35a freigegeben wird.
Dies hat zur Folge, dass die Reibungskraft zwischen der Mutter 20 und der Klemmfeder 34 diese letztere aufdreht und deren Klemmkraft vermindert, bis der Kraftschluss zwischen der Klemmfeder 34 und der Mutter 20 aufgehoben wird. Die Mutter 20 dreht sich hierauf mit der Gewindespindel 13 und wird nicht weiter auf dieser verschraubt; das Getriebe befindet sich somit in Freclaufstellung. Der antreibende Elek tromotor kann nun ungehindert auslaufen.
Wird in der Folge der Antriebsmotor mit entgegengesetzter Drehrichtung eingeschaltet, so nimmt die Gewinde spindel 13 die Mutter 20 mit allen auf ihr angeordne ten Teilen durch Reibungskraft mit. Die Nase 39b des Steuerorganes 39 legt sich an die geneigte Kant- fläche 38b' der Büchse 38, gleitet an dieser ab und wird dabei gegen den Aussenring des Kugellagers 19 geschoben, bis das Steuerorgan 39 an diesem an- stösst (Fig. 3).
Gleichzeitig wird unter der Wirkung der Druckfeder 26 das Kugellager 18 wieder an die Büchse 38 und die Mutter 20 herangeschoben. Die beschriebene Wirkungsweise wiederholt sich hierauf sinngemäss gleich in entgegengesetzter Richtung, wo bei zusätzlich noch ein Drehmoment auf das Steuer organ 39 zur Wirkung kommt,
welches durch die in Umfangsrichtung wirkende Komponente der von der Kantfläche 39b' auf die Nase 39b des Steuerorganes 39 wirkenden Gegenkraft hervorgerufen wird, wel ches das Zusammendrehen der Klemmfeder 34 noch unterstützt.
Es ist sehr wichtig, dass vom Steuerorgan 39 keine in Achsrichtung wirkenden Kräfte auf die Nasen 35a' und 35b' der Mitnehmerscheiben 35a und 35b und von diesen letzteren auf die Klemmfeder 34 übertra gen werden, weil dadurch Beschädigungen und ein allmählicher Verschleiss dieser Teile vermieden wer- den und eine axiale Belastung der Klemmfeder 34,
welche Störungen im Betrieb verursachen könnte, ausgeschlossen -ist.
Es ist nicht unbedingt erforderlich, dass die in die Einfräsung 34a bzw. 34b der Klemmfe der 34 eingreifender Nase der Mitnehmerscheibe 35a bzw. 35b und deren radial nach aussen abstehende Nase zu einer einzigen Nase 5a' bzw. 35b' vereinigt sind, wie vorstehend beschrieben ist, sondern diese Nasen können auch voneinander ge trennt sein.
Die Klemmfeder 34 kann an ihren End- flächen mehr als je eine Einfräsung 34a bzw. 34b und die Mitnehmerscheiben 35a und 35b können ent sprechend mehr @in diese Einfräsungen eingreifende Nasen aufweisen.
Die der Klemmfeder 34 als Auflage dienende Um fangsfläche der Mutter 20 kann gegebenenfalls ver gütet sein und z. B. mit einem Überzug aus Hart chrom versehen sein.