Einrichtung zum Abbremsen einer Welle
Herkömmliche Bremsvorrichtungen verhindern Drehbewegungen im allgemeinen durch Reibung. Diese üblichen Bremsen erzeugen deshalb Wärme und unterliegen dabei einem beträchtlichen Verschleiss.
Das Ziel der vorliegenden Erfindung ist, eine Bremseinrichtung zu schaffen, bei der keine Wärme durch Reibung erzeugt wird und bei der der Verschleiss derselben erheblich vermindert wird.
Die erfindungsgemässe Einrichtung ist gekennzeichnet durch ein Gehäuse, in welchem ein mit der abzubremsenden Welle fest verbundener Block gelagert ist, durch eine zweite, im genannten Block gelagerte Welle, deren Achse diejenige des drehbaren Blockes schneidet, durch ein koaxial zur zweiten Welle angeordnetes, drehbares Ringglied, welches beim Drehen des genannten Blocks bezüglich der Welle taumelt, durch ein Getriebe, welches das Ringglied synchron mit dem drehbaren Block dreht, und durch Mittel zum wahlweisen Erzeugen einer Bremskraft, die auf das Getriebe wirkt, um das Drehen des Ringgliedes zu ändern.
Nachstehend wird eine bevorzugte Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes beispielsweise in der Beschreibung anhand der beiliegenden Zeichnung näher dargelegt. Es zeigen:
Fig. 1 prinzipielle Gestaltung der Einrichtung zum Abbremsen einer Welle,
Fig. 2 schematisch Beziehungen, die unter den einzelnen Bestandteilen der genannten Einrichtung vorhanden sind,
Fig. 3 einen Schnitt durch die Einrichtung, und zwar nach der Linie 3-3 aus Fig. 2,
Fig. 4 einen Schnitt durch die genannte Einrichtung, und zwar nach der Linie 4-4 aus Fig. 2,
Fig. 5 nacheinanderfolgende Lagen, welche die undrehbare Welle mit einem inneren Ring einnimmt, während sie sich auf einer Kegelfläche bewegt,
Fig. 6 einen Längsschnitt durch die Bremseinrichtung,
Fig. 7 einen teilweise im Aufriss dargestellten Längsschnitt der Einrichtung aus Fig. 6 in einer Ebene, die rechtwinklig zum Schnitt in Fig. 6 verläuft,
Fig.
8 eine Querschnittsansicht im allgemeinen nach der Linie 8-8 in Fig. 6, und
Fig. 9 eine Querschnittsansicht im allgemeinen nach der Linie 9-9 in Fig. 6.
In den Fig. 1 bis 9 werden gleiche oder sich entsprechende Bestandteile der Einrichtung mit denselben Bezugsziffern bezeichnet. In den Zeichnungen ist die abzubremsende Welle 11 innerhalb eines Lagers 1 1a in einem Gehäuse 20 gelagert und weist einen an ihr befestigten zylindrischen Block 12 auf.
Im zylindrischen Block 12 ist eine zweite Welle 13 gelagert, welche die Achse der abzubremsenden Welle 11 und des Blockes 12 schneidet. Die Welle 13 besitzt ein daran ausgebildetes Kegelrad 18 und einen an diesem Rad 18 befestigten Kugellagerring 14, der in einer rechtwinklig zur Achse der Welle 13 verlaufenden Ebene liegt, wobei diese Ebene die Achse der Welle 11 an dem Punkte schneidet, wo diese Achse von der Achse der Welle 11 und des Blockes 12 geschnitten wird.
Ein dieselbe Zähnezahl wie das Kegelrad 18 aufweisendes Kegelrad 19 steht im Eingriff mit letzterem und ist koaxial zur Welle 11 im Gehäuse 20 undrehbar befestigt: Beim Drehen der Welle 11 und des Blockes 12 beschreibt die Achse der Welle 13 eine konische Bahn, aber durch den Eingriff des Kegelrades 18 mit dem ortsfesten Kegelrad 19 wird ein Drehen der Welle 13 im Block 12 verhindert.
Ein Gehäuse 15 ist durch Wälzlager 15a und 15b zum koaxialen Drehen mit der Welle 11 gelagert und weist einen daran befestigten, mit Innenverzahnung versehenen Zahnradring 22a auf. Ein äusserer Kugellagerring 16 ist durch Blöcke 36 gemäss Fig. 7 mit Bezug auf das Gehäuse 15 fixiert. Kugeln 17 verbinden den inneren Kugellagerring 14 und den äusseren Kugellagerring 16, so dass sie stets in der gleichen Ebene liegen, obgleich sie mit Bezug aufeinander frei drehbar angeordnet sind.
Ein mit Innenverzahnung versehener Zahnradring 21a, welcher denselben Durchmesser und dieselbe Zähnezahl wie der Zahnradring 22a aufweist, ist drehfest am Block 12 angebracht. Ein erstes Sonnenrad 24 sitzt drehfest auf einer gehäusefesten, undrehbaren Hülse 24a, während ein zweites Sonnenrad 26 drehbar an der Hülse 24a angeordnet ist, aber normalerweise ortsfest verbleibt. Das zweite Sonnenrad 26 trägt einen Sektor 27, der in ein Steuerritzel 32 eingreift, das über eine Welle 28 mit einem Betätigungshandgriff 29 verbunden ist, welcher gemäss den Fig. 4 und 9 durch eine Zugfeder 31 in eine Richtung gezogen wird.
Planetenräder 23 und 25, welche mit den Sonnenrädern 24 bzw. 26 und mit den Innenverzahnungen 21a bzw. 22a im Eingriff stehen, sind frei drehbar mit Bezug zueinander und sind auf Spindeln 30 gelagert, welche in Ringen 35 gehalten sind.
Beim normalen Betrieb steht sowohl das Sonnenrad 26, als auch das Sonnenrad 24 still. Der Zahnradring 21a dreht sich zusammen mit der Welle 11 und dem Block 12, und währenddem sich die Planetenräder 23 und 25 drehen, dreht sich der vom Gehäuse 15 abgestützte Zahnradring 22a in Überein- stimmung mit dem Zahnradring 21a, z. B. mit einem Verhältnis der Geschwindigkeit von 1:1. Das Drehen des Blockes 12 bewirkt, dass die Achse der Welle 13 eine konische Bahn beschreibt, so dass der Kugellagerring 14 bezüglich der Achse der Welle 11 taumelt. Da sich der äussere Kugellagerring 16 und das Gehäuse 15 mit derselben Geschwindigkeit wie der Block 12 bewegen, so taumelt der äussere Ring 16 synchron mit dem inneren Ring 14, obwohl der Ring 14 seinerseits undrehbar ist.
Unter diesen Bedingungen wird der freien Drehung der Welle 11 kein Widerstand geleistet. Wird jedoch das Steuersegment 32 durch den Handgriff 29 in eine Drehbewegung versetzt und wird somit auch eine Drehbewegung des Sektors 27 und des Sonnenrades 26 bewirkt, wird das Planetenrad 25 derart gedreht, dass es den Zahnradring 22a, das Gehäuse 15, sowie den Kugellagerring 16 entweder zurückhält oder beschleunigt. Bei der augenblicklichen Veränderung der relativen Geschwindigkeiten bei den zwei Ringen 21a und 22a wird ein Gegendrehmoment sowohl auf den Block 12, als auch auf die Welle 11 ausgeübt. Dieses Gegendrehmoment wird durch die Kraft bewirkt, welche die Welle 13 im Block 12 in einem anderen Takt hin und her zu bewegen versucht, als der Takt ist, der lediglich durch freies Rotieren des Blocks 12 erzeugt wird.
Es ist einleuchtend, dass, sobald der Bremsvorgang einmal beginnt, die Bremsung zunimmt, bis die Welle 11 stillsteht, vorausgesetzt, dass die Drehbewegung des Sonnenrades 26 unter Einwirkung des Betätigungshandgriffes 29 aufrechterhalten wird.
Unter diesen Umständen bewirkt die Verminderung der Geschwindigkeit der Welle 11 eine zunehmende Bremswirkung. Das genannte Gegendrehmoment dient als eine wir kungsvolle, reibungslose Bremse.