CH704139B1 - Anordnung als Lastmomentsperre mit Schlingfeder. - Google Patents

Abstract

Eine Anordnung als Lastmomentsperre zwischen einer Antriebs- (10) und einer Abtriebswelle (20), welche drehbar in einer feststehenden Gehäuseanordnung (30, 35) angeordnet sind. Die beiden Wellen sind mit Spiel formschlüssig verbunden. Mittels mindestens einer Schlingfeder (40, 45) sind die Abtriebswelle und die feststehende Gehäuseanordnung kraftschlüssig verbunden.

Description

[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft eine Anordnung als Lastmomentsperre gemäss dem Oberbegriff nach Anspruch 1 sowie ein Verfahren zum Verhindern der Übertragung eines Lastmomentes von einer Abtriebs- auf eine Antriebswelle.

[0002] In bestimmten Fällen soll bei Antrieben mit rotativer Bewegung verhindert werden, dass vom Abtrieb ein Lastmoment an den Antrieb übertragen wird. Um das zu verhindern, werden Lastmomentsperren eingesetzt. Diese Aufgabe kann mit verschiedenen Methoden gelöst werden, sei es mit selbstsperrenden Schneckengetrieben oder mit aktiv geschalteten Bremsen verschiedener Art.

[0003] Bei einer Lösungsvariante werden auch schaltbare Schlingfedern eingesetzt. Diese haben den Nachteil, dass das abzufangende Lastmoment über das Ende der Schlingfeder übertragen wird. Weil dieses Ende die schwächste Stelle der Schlingfeder darstellt, begrenzt sie das übertragbare Drehmoment.

[0004] Es ist deshalb eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Anordnung vorzuschlagen, mit welcher die Übertragung eines Lastmomentes von einer Abtriebs- auf eine Antriebswelle verhindert wird.

[0005] Vorgeschlagen wird eine Anordnung als Lastmomentsperre zwischen einer Antriebs- und einer Abtriebswelle gemäss dem Wortlaut nach Anspruch 1.

[0006] Vorgeschlagen wird, dass Antriebs- und Abtriebswelle drehbar in einem feststehenden Gehäuse angeordnet sind und mit Spiel miteinander formschlüssig verbunden sind. Weiter ist eine Schlingfeder vorgesehen, deren Federkörper die Abtriebswelle kraftschlüssig mit dem feststehenden Gehäuse verbindet.

[0007] Gemäss einer Ausführungsvariante wird vorgeschlagen, dass die kraftschlüssige Verbindung mittels der mindestens einen Schlingfeder von Abtriebswelle und feststehender Gehäuseanordnung durch eine Drehbewegung der Antriebswelle lösbar ist. Die Drehbewegung wird ermöglicht durch das Spiel des Formschlusses zwischen Antriebs- und Abtriebswelle.

[0008] Gemäss einer weiteren Ausführungsvariante sind zwei gegenläufig wirkende Schlingfedern vorgesehen, so dass die Lastmomentsperre in beiden Drehrichtungen wirksam ist.

[0009] Weitere bevorzugte Ausführungsvarianten der erfindungsgemässen Anordnung sind in den abhängigen Ansprüchen charakterisiert.

[0010] Die vorliegende Erfindung überkommt im Nachteil des kleinen übertragbaren Drehmomentes mit einer Auslegung einer Lastmomentsperre, bei der das abzufangende Lastdrehmoment nicht über das Ende der Schlingfeder, sondern über den Körper der Schlingfeder übertragen wird.

[0011] Weiter vorgeschlagen wird ein Verfahren zum Verhindern der Übertragung eines Momentes von einer Abtriebswelle auf die Antriebswelle gemäss dem Wortlaut nach Anspruch 12.

[0012] Die Erfindung wird nun beispielsweise und unter Bezug auf die beigefügten Figuren näher erläutert.

[0013] Dabei zeigen: <tb>Fig. 1<SEP>im Längsschnitt eine erfindungsgemässe Anordnung als Lastmomentsperre zwischen einer Antriebs- und einer Abtriebswelle, <tb>Fig. 2<SEP>den Querschnitt entlang der Linie B–B aus Fig. 1 und <tb>Fig. 3<SEP>den Querschnitt entlang der Linie C–C aus Fig. 1 .

[0014] Fig. 1 zeigt im Längsschnitt eine erfindungsgemässe Anordnung einer Lastmomentsperre zwischen einer Antriebswelle 10 und einer Abtriebswelle 20. Antriebs- und Abtriebswelle sind drehbar in einem feststehenden Gehäuse 30 bzw. 35 miteinander verbunden, wobei von der Antriebswelle 10 frontseitig vorstehende Nocken 11 mit Spiel in entsprechende Bohrungen 21 der Abtriebswelle 20 eingreifen. Wie insbesondere aus Fig. 2 erkennbar, sind im vorliegenden Beispiel drei Nocken 11 vorgesehen, welche mit ihrem hinteren Ende 13 in die entsprechenden Bohrungen 21 der Abtriebswelle 20 mit Spiel eingreifen. Selbstverständlich kann die Anzahl der Nocken frei gewählt werden, es können 1, 2, 3 oder auch mehr sein.

[0015] Währenddem die Antriebs- und die Abtriebswelle drehbar sind, sind die beiden fest miteinander verbundenen Gehäuseteile 30 und 35 feststehend.

[0016] Weiter in Fig. 1 erkennbar sind eine innere Schlingfeder 40 mit funktionalem Ende 41 sowie eine äussere Schlingfeder 45 mit funktionalem Ende 46. Der vordere Bereich 12 je der Nocken 11 greift auf das Ende 41 bzw. 46 der beiden Schlingfedern 40 und 45.

[0017] Schliesslich erwähnt sei noch, dass die Abtriebswelle 20 im Gehäuse 30 entlang der Verbindung 31 gelagert ist und die Antriebswelle 10 im Gehäuse 35 entlang der Linie 36.

[0018] Gemäss dem in den Fig. 1 bis 3 dargestellten Beispiel sind Antriebs- 10 und Abtriebswelle 20 formschlüssig miteinander verbunden. Diese Verbindung findet statt über das hintere Ende 13 vom Nocken 11, welcher mit definiertem Spiel je in einer Bohrung/Nut 21 der Abtriebswelle steckt. Insbesondere aus Fig. 2 ist das erwähnte Spiel gut erkennbar. Es sind aber auch andere geometrische Ausgestaltungen zur Übertragung des Antriebsmomentes denkbar, wie die dargestellten Nocken, Klauen, Verzahnungen etc. Das Spiel ist derart definiert bzw. ausgestaltet, dass die Antriebswelle gegenüber der Abtriebswelle in vorbestimmtem Ausmass verdreht werden kann, ohne das die Abtriebswelle dabei verdreht wird oder ein Moment auf sie übertragen wird.

[0019] Wie aus Fig. 1 und 3 erkennbar, verbindet eine Schlingfeder 40 die Abtriebswelle 20 und das feststehende Gehäuse 30 über ihren Federkörper kraftschlüssig und verhindert dabei die Übertragung eines Lastmomentes auf die Antriebswelle. Die Momentübertragung erfolgt nur über den Federkörper und nicht über das Ende der Schlingfeder. Damit kann ein grosses Moment übertragen werden, oder die Schlingfeder kann entsprechend klein dimensioniert werden.

[0020] Die oben erwähnte kleine Verdrehung zwischen Antriebswelle 10 und Abtriebswelle 20 infolge des Spiels der formschlüssigen Verbindung zwischen Nocken und Bohrung wird genutzt, um die kraftschlüssige Verbindung zwischen der Abtriebswelle 20, der Schlingfeder 40 und dem feststehenden Gehäuse 30 zu lösen und die Bewegung der Abtriebswelle freizugeben. Dabei drückt ein Nocken 11 an der Antriebswelle auf das Ende 41 der Schlingfeder und löst die Verbindung.

[0021] Diese Konstruktion ergibt eine schaltbare Lastmomentsperre, welche in einer Drehrichtung aktiv ist. In die andere Richtung wirkt die Schlingfeder 40 im Freilauf. Durch Kombination mit einer zweiten analogen Anordnung mit der zweiten Schlingfeder 45 kann eine Lastmomentsperre in die andere Richtung realisiert werden.

[0022] Bei der unter Bezug auf die Fig. 1 bis 3 dargestellten Lastmomentsperre handelt es sich selbstverständlich nur um ein Beispiel zur besseren Erläuterung der vorliegenden Erfindung. Selbstverständlich kann die Verbindung zwischen Antriebs- und Abtriebswelle andersartig ausgestaltet sein und auch die Lagerung im feststehenden Gehäuse kann anders gewählt werden. Auch die Anordnung der Schlingfedern kann unterschiedlich gewählt werden und falls lediglich eine Lastmomentsperre in nur einer Richtung erzielt werden soll, reicht die Verwendung einer einzigen Schlingfeder aus.

[0023] Auch die Dimensionierung kann selbstverständlich unterschiedlich gewählt werden, wie insbesondere beispielsweise die Länge der Nocken, die Länge der Schlingfeder, die Anzahl der Windungen der Schlingfeder etc.

Claims (13)

1. Anordnung, umfassend eine Antriebswelle (10), eine Abtriebswelle (20) und eine feststehende Gehäuseanordnung (30, 35) als Lastmomentsperre zwischen der Antriebswelle (10) und der Abtriebswelle (20), welche drehbar in der feststehenden Gehäuseanordnung (30, 35) angeordnet sind, gekennzeichnet durch eine mit Spiel versehene formschlüssige Verbindung zwischen der Antriebswelle (10) und der Abtriebswelle (20) sowie mindestens eine Schlingfeder (40, 45), deren Federkörper die Abtriebswelle (20) und die feststehende Gehäuseanordnung (30, 35) kraftschlüssig verbindet.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die kraftschlüssige Verbindung mittels der mindestens einen Schlingfeder (40, 45) von Abtriebswelle (20) und feststehender Gehäuseanordnung (30, 35) durch eine Drehbewegung der Antriebswelle (10) lösbar ist.

3. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Spiel des Formschlusses zwischen Antriebs- und Abtriebswelle derart ist, dass der Kraftschluss zwischen Abtriebswelle und feststehender Gehäuseanordnung lösbar ist.

4. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Schlingfeder (40, 45) ausgebildet ist, die Übertragung eines Momentes von der Abtriebswelle (20) auf die Antriebswelle (10) zu verhindern, wobei die Sperre durch Verdrehung der Antriebswelle (10) lösbar ist und das Antriebsmoment auf die Abtriebswelle (20) übertragbar ist.

5. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass zwei gegenläufig wirkende Schlingfedern (40, 45) vorgesehen sind und die Lastmomentsperre in beiden Drehrichtungen wirkt.

6. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass Antriebswelle (10) und Abtriebswelle (20) mit definiertem Spiel formschlüssig miteinander verbunden sind, und dass von der Antriebswelle frontseitig vorstehende Nocken (11) in entsprechende Bohrungen (21) in der Abtriebswelle (20) ein- bzw. durchgreifend zum Lösen der Schlingfeder (40, 45) vorgesehen sind.

7. Anordnung nach einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine der gegenläufig wirkenden Schlingfedern (40, 45) je nach Drehrichtung die Abtriebswelle (20) und die feststehende Gehäuseanordnung (30, 35) in Schliessrichtung kraftschlüssig verbindet und das Abtriebsmoment auf die Gehäuseanordnung (30) statt auf die Antriebswelle (10) überträgt und so eine Verdrehung verhindert.

8. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Schlingfeder (40, 45) mit einem Ende dergestalt ist, dass Nocken (11) der Antriebswelle (10) auf dieses Ende (41, 46) drücken können und die Schlingfeder (40, 45) lösbar ist, wobei das Ende der Schlingfeder dabei radial oder axial abgebogen sein kann, oder der oder die Nocken auf das Ende des runden Federkörpers drückt.

9. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Spiel zwischen Antriebswelle (10) und Abtriebswelle (20) so definiert ist, dass die Antriebswelle (10) gegenüber der Abtriebswelle (20) in vorbestimmtem Ausmass verdrehbar ist, ohne dass die Abtriebswelle (20) dabei verdreht wird, oder ein Moment auf sie übertragen wird.

10. Anordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das definierte Spiel genügt, dergestalt, dass das Ende (12) der Nocken (11) der Antriebswelle (10) auf das Ende (41, 46) der mindestens einen Schlingfeder (40, 45) drückt, die mindestens eine Schlingfeder (40, 45) löst und die Antriebswelle (10) die Abtriebswelle (20) mitdrehen kann.

11. Anordnung nach einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Antriebsmoment von der Antriebswelle (10) über das jeweilige hintere Nockenende (13) auf die jeweilige Bohrung (21) der Abtriebswelle übertragbar ist, wobei zwischen Nockenende (13) und Bohrung (21) ein definiertes Spiel vorgesehen ist.

12. Verfahren zum Verhindern der Übertragung eines Momentes von einer Abtriebswelle (20) auf eine Antriebswelle (10) in einer Anordnung nach Anspruch 2, umfassend ein Anordnen der Antriebswelle (10) und der Abtriebswelle (20), drehbar in einer feststehenden Gehäuseanordnung (30, 35), Verbinden der Antriebswelle (10) und der Abtriebswelle (20) mittels einer mit Spiel versehenen formschlüssigen Verbindung, Bereitstellen von mindestens einer Schlingfeder (40, 45) mit einem Federkörper zum kraftschlüssigen Verbinden der Abtriebswelle (20) mit der feststehenden Gehäuseanordnung (30, 35), und Lösen der kraftschlüssigen Verbindung durch ein Verdrehen der Antriebswelle (10).

13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Lösen des Kraftschlusses zwischen Abtriebswelle (20) und Gehäuseanordnung (30, 35) dadurch erfolgt, indem die Antriebswelle (10) und die Abtriebswelle (20) mit Spiel formschlüssig miteinander verbunden werden und das Entsperren durch Verdrehen der Antriebswelle (10) gegenüber der Abtriebswelle (20) aufgrund des Spiels erfolgt.