DD301679A9 - Steuermechanismus fuer drehantrieb - Google Patents

Description

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung bezieht sich auf einen Mechanismus zur Steuerung eines Drehantriebes und betrifft speziell einen solchen Antrieb, welcher zwei sich drehende Elemente enthält, die mit Zahnen ausgestattet sind, welche bei Drehung der Elemente eine gemeinsame Eingriffszone passieren.

Charakteristik des bekannten Standes der Technik

Die Steuormochanismen sind unter Verwendung der Eingriffsverzahnung in der Lage, große Lasten mit sehr kleinem Eingriffsflankenspiel und mit einem hohen Genauigkeitsgrad zu übertragen.

Das US-Patent Nr. 3666063 von Schoeman u. a. offenbart einen Steuermechanismus, der als Drohmomontumwandler aufgebaut ist und einen mehrseitig gerichteten Eingang in einen einseitig gerichteten Ausgang umwandelt. Dies wird durch zwei einseitig gerichtete Kupplungen erreicht, wobei sich die eine im umgekehrten Verhältnis zur anderen befindet, und eine Einrichtung zur Drehrichtungsumkehr für die Steuerung einer Eingangsdrehung in irgendeiner Richtung, die in einen einseitig gerichieten Ausgang umgewandelt wird. Die Kupplungen weisen einen herkömmlichen Aufbau auf und verwenden Reibkupplungsplatten. Das US-Patent 4671129 lehrt eine Konstruktion einer zwangsläufig verschiebbaren Transmission mit Eingangs- und Ausgangswellen, die durch ein Zahnradnetzwerk gekoppelt sind. Die Transmission ist so gestaltet, daß sie kein Flankenspiel aufweist und zwar durch Vorbelastung mit einer Feder, welche die im Eingriff befindlichen Flächen der Getriebeverzahnung im Kontakt miteinander hält.

Das US-Patent Nr. 3405 580 betrifft einen Drehantrieb für eine Schere und vermeidet, wie das unmittelbar zuvor erwähnte Patent, ein Flankenspiel. Dies wird durch die Verwendung eines speziellen Flankenspiel-Ausgleichsgetriebes erreicht. Aus diesen und anderen Beispielen des Standes der Technik, auf den der Anmelder seine Aufmerksamkeit gelenkt hat, geht hervor, daß das Flankenspiel, das sozusagen ein Spielraum zwischen zwei Gruppen sich kämmender Zähne ist, als ein Hauptproblem betrachtet wird, da es in die Übertragung des Antriebs zwischen zwei verzahnten Elementen Unregelmäßigkeiten einführt, und es müssen immer Schritte unternommen werden, um ein Flankenspiel zu vermeiden, wenn die Unregelmäßigkeiten der Übertragung nicht toleriert werden können.

Ziel der Erfindung

Ein Ziel der Erfindung besteht darin, einen verbesserten Mechanismus zur Steuerung eines Drehantriebes zu schaffen.

Zusammenfassung der Erfindung

In Übereinstimmung mit einem Aspekt der Erfindung weist ein Mechanismus zur Steuerung eines Drehantriebes unterschiedliche Arbeitsweisen auf und enthält zwei Drehelemente, die mit Zähnen ausgestattet sind, welche bei Drehung dieser Elemente einen gemeinsamen Eingriffsbereich passieren, wobei die Zähne so geformt und auf den Elementen angeordnet sind, daß sie im Eingriff bleiben, während sie zum übertragenden Antrieb in wenigstens einer Richtung zwischen den beiden Elementen nicht in der Lage sind; bei diesem Mechanismus sind beide Elemente verbunden, um einen synchronen Antrieb zu gewährleisten. Es sind Mittel vorgesehen, um die Arbeitsweise durch Änderung des Antriebs eines der Elemente mit Bezug auf das andere Element zu verändern. Bei einer Ausführungsform der Erfindung können die Zähne der Elemente in der Eingriffszone eng oder lose ineinandergreifen. Da die Zähne eines der Elemente so gestaltet sind, daß sie zum Antrieb der Zähne des anderen Elementes in wenigstenc einer Richtung des Antriebes zwischen ihnen nicht in der Lage sind, und die Zähne der beiden Elemente ineinandergreifen, ist der einzige Zustand, bei dem sich die Elemente frei drehen, derjenige, wenn sie mit synchroner Geschwindigkeit angetrieben werden. Ein Wechsel des angewendeten Drehantriebs auf das andere Element repräsentiert allein ein Abgehen vom Synchronzustand. Da die Zähne des genannten einen Elementes so gestaltet sind, daß sie zur Übertragung des Drehantriebs auf das genannte andere Element nicht in der Lage sind, wenn der Gleichlauf verlorengegangen ist, wird eine weitere Drehung des genannten einen Elementes durch die Instabilität des genannten anderen Elementes verhindert, das durch dieses gedreht wird.

Wenn man den synchronen Laufzustand der beiden Elemente als Darstellung einer ersten Arbeitsweise betrachtet, kann der blockierte oder „festgeklemmte" Zustand, wenn eines der Elemente die Drehung des anderen Elementes verhindert, als Darstellung einer zweiten Arbeitsweise betrachtet werden. Es ist möglich, daß zwischen diesen beiden Arbeitsweisen eine Zwischen- oder dritte Arbeitsweise gegeben ist. Bei dieser dritten Arbeitsweise reiben die Zähne der Elemente aufeinander, während sie angetrieben werden. Dabei wird an den Reibungsflächen Wärme erzeugt. Die erzeugte Wärmemenge kann durch Änderung des Reibungsdruckes und eine geeignete Gestaltung der Zähne verändert werden. Diese dritte Arbeitsweise stellt eine gesteuerte Bremsweise dar. Bei dieser dritten Arbeitsweise wird ein Eingangsantrieb, der auf die beiden Elemente angewendet wird, nicht von der Drehung behindert, jedoch begegnet sie einem gesteuerten, aber selektiv veränderlichen Widerstand, der eine Bremswirkung erzeugt. Es folgt daraus, daß der Mechanismus so angeordnet werden kann, daß er in einer der beiden obigen Arbeitsweisen oder, wenn gewünscht, in allen drei arbeitet.

Bei einer theoretisch möglichen, jedoch nicht bevorzugten Anordnung zur Durchführung der Erfindung wird der Abstand zwischen den beiden Drehachsen der Elemente verändert, und ihre Zähne sind so geformt, daß sich die Abstände zwischen ihren Flankenoberflächen verändern, ohne daß die Zähne aufhören, in der Eingriffszona ineinanderzugreifen, ungeachtet einer Vergrößerung des Abstandes zwischen den Achsen der Elemente.

In dieser Beschreibung werden die Ausdrücke „eingreifen" (mesh) und „in Eingriff stehend" (meshing) in der Weise verstanden, daß sie nur bedeuten, daß sich die Zähne der Elemente in der Eingriffszone überlappen oder fingerartig zusammentreffen und bezüglich der Situation, in der sich die Zähne in der Eingriffszone tatsächlich berühren, nicht eingeschränkt sind. Wenn das den

Antrieb aufnehmende Element dasjenige ist, das den Antrieb in der Eingriffszone auf das andere Element nicht überträgt infolge der Form und Anordnung der Zähne, „klemmt" sich der Mechanismus fest, und eine weitere Drehung der beiden Elemente wird solange verhindert, bis sie wieder im Gleichlauf angetrieben werden.

Bevorzugte Merkmale der Erfindung

Bei einer Ausführungsform der Erfindung ergeben die beiden Elemente eine Schneckentriebanordnung, und sie drehen sich um die jeweiligen Achsen, welche in Quer-, üblicherweise senkrechten, Ebenen liegen. Die Schneckentriebanordnung ist in einer Anordnung zur Übertragung des Antriebs von einem Zahnradelement zum Schneckenelement nicht imstande. Sie überträgt den Antrieb jedoch mit vernachlässigbarem Widerstand von dem Schneckenelement zu dem Zahnradelement. Bei der bevorzugten Ausführungsform sind die Elemente als axial parallele Zylinder aufgebaut, die in geeigneter Weise denselben Zylinder aufweisen. Ein Element kann einen Schneckenzahn mit Schrägverzahnung um seine Drehachse aufweisen, und das andere Element kann eine Auskehlung aufweisen, die zwischen den beiden entgegengesetzten Zahnflußflankenflächen definiert ist, welche dem Schneckenzahn angepaßt sind, wenn die gemeinsame Eingriffszone durchlaufen wird. Der Vorteil dieser bevorzugten Ausführungsform der Erfindung besteht darin, daß sich die beiden Elemente, falls sie dieselbe Teilung aufweisen, mit derselben Geschwindigkeit drehen. Bei einer Schneckentriebanordnung dreht sich die Schnecke üblicherweise viel schneller als das Zahnrad, und dies kann bei einem Zahnradantrieb ein Nachteil sein. Ein weiterer Vorteil der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung besteht darin, daß die beiden zylindrischen Elemente derart geformte Zähne aufweisen, daß der Antrieb zwischen ihnen in der Eingriffszone nicht übertragen werden kann, ohne Rücksicht auf die Drehung des Antriebes. In Übereinstimmung mit einem zweiten Aspekt der Erfindung ist ein Zahnradmechanismus vorgesehen, welcher zwei Zahnradanordnungen mit demselben Übersetzungsverhältnis enthält, und jeder weist eine Eingangsseite und eine Ausgangsseite auf, wobei eine Seite der jeweiligen Anordnung so verbunden wird, daß sie von einem Drehantrieb gedreht wird, der von einer äußeren Quelle auf den Mechanismus angewendet wird, und die verbleibenden beiden Seiten sind so miteinander verbunden, daß sie sich miteinander drehen; die erste Zahnradanordnung mit einseitig gerichteten Antriebscharakteristiken (nicht unten definiert) und eine Einwirkung sind vorgesehen, welche getrennt betriebsfähig sind, um einen Leerlauf zwischen den beiden Anordnungen einzuführen, wodurch bei einer Betriebsam dec Mechanismus beide Zahnradanordnungen von der äußeren Quelle angetrieben werden und sich miteinander drehen, und bei einer zweiten Betriedsan u'es Mschpnismus verhindert der Leerlauf das Arbeiten einer Zahnradanordnung, so daß der Mechanismus festklemmt und der von außen angewendete Antrieb behindert wird.

Der Leerlauf resultiert vorzugsweise aus dem Flankenspiel in der zweiten Anordnung. Der Leerlauf kann jedoch auch auf anderen Wegen erreicht werden, beispielsweise durch die Schaffung einer Phasenverschiebung zwischen den beiden Anordnungen. Das der Erfindung zugrundeliegende Prinzip ermöglicht eine neue Familie von Steuermechariismen, die zu konstruieren sind und gegenüber herkömmlichen Steuermechanismen Vorteile aufweisen. Die Erfindung ist bei Bremsen, Kupplungen, Drehmomentbegrenzern, Antriebsübertragungssystemen mit variablem oder schrittweisem Betrieb und bei mechanischen Schaltern anwendbar. Das Merkmal, das den Mechanismus der Erfindung, wenn er in einer Kupplung verwendet wird, von bekannten Kupplungen unterscheidet, besteht darin, daß die beiden Elemente jederzeit miteinander in Eingriff bleiben. Die, Vorteile des Mechanismus variieren von einer Verwendungsanordnung zur anderen, aber er eignet sich für verschiedene Anwendungen mit einem oder mehreren der folgenden Vorteile: eine bessere geschlossene Formgebung, höhere Zuverlässigkeit, bessere Eignung zum Halten einer stationären Last, wenn es eine'i Schadensfall des Eingangsantriebes gibt, verringerte Kosten, weniger Verschleißteile und bessere Kühlfähisk.«!;.

Der Mechanismus kann auch angeordnet werden, um ein bestimmtes Drehmoment zu treiben oder zu bremsen. Dieses Drehmoment kann durch Einstellen einer geeigneten Steuerung vorbestimmt sein. Dies sollte im Gegensatz zu den Verfahren der Einstellung eines Reibungswertes erfolgen, da es mit herkömmlichen gestalteten Mechanismen üblich ist, ein bestimmtes Drehmoment zu treiben oder zu bremsen.

In herkömmlicher Weise nimmt das Mittel die Form einer Einrichtung ein, die in einer mechanischen Antriebsverbindung positioniert ist, beispielsweise einer Antriebswelle, die sich bis zu einem der Elemente erstreckt. Die mechanische Antriebsverbindung kann alternativ eine flexible Form aufweisen, beispielsweise wäre ein Bandantrieb oder ein Kettenlauf über Transportrollen möglich. Die Einrichtung kann dann durch Verändern der relativen Spannung der Vorwärts- und Rückwärtsläufe der flexiblen Antriebsvec bindung arbeiten. Bei einer weiteren Anordnung kann eines der beiden Elemente von einer elastischen Antriebswelle angetrieben werden, welche in Erwiderung auf eine torsionsartig angewendete Beanspruchung zwischen ihren Enden nachgibt, um die Getriebeverbindung (gearlash) zwischen den Synchronantrieben zu überwinden. In Übereinstimmung mit einem dritten Aspekt der Erfindung ist ein Zahnradmechanismus mit zwei Zahnradanordnungen mit demselben Übersetzunsverhältnis vorgesehen, und jede weist eine Eingangsseite und eine Ausgangsseite auf, wobei eine Seite jeder Anordnung so geschaltet ist, daß sie von dem Drehantrieb gedreht wird, der von einer äußeren Quelle auf den Mechanismus angewendet wird, und die verbleibenden beiden Seiten der Anordnungen sind so miteinander verbunden, daß sie sich übereinstimmend drehen; die erste Zahnradanordnung weist einseitige Antriebscharakteristiken auf (wie unten definiert); die zweite Zahnradanordnung weist wenigstens irgendein Flankenspiel auf, und zur Überwindung des Flankenspiels ist eine Einrichtung vorgesehen, wenn die Arbeitsweise des Mechanismus geändert werden muß. Der Ausdruck „einseitiger Antrieb", welcher auf eine Anordnung gezahnter Elemente angewendet wird, muß im Zusammenhang dieser Beschreibung verstanden werden und bedeutet so viel, daß, wenn der Drehantrieb auf eine Seite der Anordnung mit einseitig gerichteten Drehcharakteristiken angewendet wird, und zwar, wenn auf die andere Seite der Anordnung kein Synchronantrieb angewendet wird, die Anordnung „festklemmt" und den Antrieb zwischen ihren Seiten nicht überträgt. Wenn jedoch der Synchronantrieb auf beiden Seiten der Anordnung angewendet wird, können sich die Elemente der Anordnung drehen. Einige Ausführungsformen der Zahnradanordnungen, die einen einseitig gerichteten Antrieb zeigen, sind allgemein bekannt. Bei diesen ist den meisten wahrscheinlich die Schneckentriebanordnung gemeinsam.

Bei der Ausführung der zweiten und dritten Aspekte der Erfindung sind die Übersetzungsverhältnisse der beiden Anordnungen vorzugsweise in der Größenordnung von 1:1. Ein Weg, um dies zu erreichen, besteht darin, eine erste gezahnte Anordnung mit zwei zylindrischen Eingriffselementen zu verwenden, welche eine Schrägverzahnung aufweisen, wobei die Teilungen der

Schraubenlinien der beiden Zahngruppen leicht unterschiedlich sind. Die Drehachsen der beiden Elemente können leicht versetzt sein, so daß sie nicht genau parallel zueinander sind. Bei einer Alternative zu dieser Anordnung sind die Achsen der beiden Elemente tatsächlich parallel, und die Zähne sind identisch. Die Teilung der beiden Schraubenlinien ist dieselbe. Wenn zylindrische Elemente verwendet werden, ist es nicht wesentlich, daß sie sich in derselben Richtung drehen. All das ist wichtig, damit sich ihre Zähne mit derselben Geschwindigkeit durch die Eingriffszone und in derselben Richtung fortbewegen, wenn der Mechnismus gegenüber einem von außen angewendeten Antrieb keinen Widerstand bietet. Dieses Ergebnis kann durch den Antrieb der Elemente in entgegengesetzten Richtungen und mit Elementen, die mit Zähnen ausgerüstet sind, welche jeweils im Uhrzeigersinn und entgegen dem Uhrzeigersinn auf den Umfangslinien der Elemente angeordnet sind, erreicht weiden. Alternativ können die Elemente so gestaltet sein, daß sie in derselben Richtung angetrieben worden. Bei der bevorzugten Anordnung des dritten Aspekts der Erfindung umfaßt dio Anordnung einen einfachen Schneckentrieb, und die zweite Zahnradanordnung umfaßt oin Paar in Eingriff stehende Zahnräder mit demselben Übersetzungsverhältnis wie die Schneckentriebanordnung '"»i« zweite Zahnradanordnung kann jedoch auch einen Schneckentrieb umfassen, sie muß dann jedoch zweiseitig gei luuete Antriebscharakteristiken aufweisen, d.h. den Antrieb in jeder Drehrichtung übertragen können. Eine oder jede der Anordnungen kann mehr als zwei in Eingriff stehende Zahnräder umfassen, wenn das erforderlich ist. Die Mittel, die zur Durchführung der Erfindung verwendet werden.können derart gestaltet sein, daß es möglich ist, daß der Mechanismus zwei oder mehr und bis zu vier verschiedene Arbeitsweisen aufweist. Bei zwei der beiden Arten erlaubt die Einrichtung die Drehung des Mechanismus jeweils in einer der beiden Richtungen der Umdrehung, während in der umgekehrten Richtung die Drehung verhindert wird. Der Mechanismus treibt dann nur in einer oder der anderen Richtung an. In dem dritten Betriebszustand der Phasenverschiebung erlaubt es die Einrichtung, daß beide Elemente mit Synchrongeschwindigkeit angetrieben werden, so daß ihre Zähne sich nicht gegenseitig blockieren. Der Mechanismus kann dann in jeder Richtung angetrieben werden, ohne daß dem Eingangsdrehantrieb irgendein Widerstand entgegengesetzt wird. In dom vierten Betriebszustand der Phasenverschiebung kann die Einrichtung den Phasenwinkel zwischen den Synchronantrieben bezüglich der Elemente ausreichend verändern, um das Flankenspiel oder das Freispiel (welches elastisch eingeführt werden kann) zu überwinden, das erst nach einem vorhandenen Drehmoment erreicht wird. Der Mechanismus arbeitet dann als Drehmomentbegrenzer, obwohl sich dieiElemonte im Gleichlauf drehen, ihre Zähne gleiten gegeneinander, und zwar bis ungefähr in den Bereich der Eingriffszone, um Wärme zu erzeugen, welche in geeigneter Weise abgeleitet wird, beispielsweise durch Eintauchen der Elemente in eine Kühlflüssigkeit.

Ausführungsbeispiele

Die Erfindung wird nachfolgend an Hand von Beispielen und unter Bezugnahme auf die beigefügten, größtenteils grafischen und schematischen Zeichnungen beschrieben. Darin zeigen

Fig. 1: einen Mechanismus, welcher als Bremsstangenkupplung oder als endloses Sperrad arbeitet; dies ist eine

perspektivische Darstellung Fig. 2: einen Mechanismus, der sich zwischen drei Arbeitsweisen selektiv schalten läßt, von denen eine Zweirichtungächaraktoristiken aufweist und die anderen beiden jeweils Einwegcharakteristiken aufweisen, jedoch in entgegengesetzten Drehrichtungen

Fig. 2 A: eine Seitenansicht der Figur 2, die dann zu sehen ist, wenn man sie in Richtung des Pfeiles „A" in Figur 2 betrachtet Fig. 3: einen Mechanismus, dessen Arbeitsweise von einem Hebel gesteuert wird, der einen Teil einer Einrichtung zum Betriebsartwechsel bildet, und welcher es in einer Begrenzungsposition dem Mechanismus gestattet, sich nur in eine Richtung zu drehen, und welche es in der anderen Extremposition erlaubt, daß sich der Mechanismus nur in der

umgekehrten Richtung dreht Fig. 4: die Erfindung, die in einen Kupplungsmechanismus eingebaut ist, welcher an seiner Abtriebsseite eine maximale Drehmomentabgabe ermöglicht, die von einem vorbestimmten und einstellbaren Schwellwert-Drehmoment

abhängig ist, das bei dem Mechanismus angewendet wird Fig. 5: einen Mechanismus, in welchem zwei zylindrische schrägverzahnte Elemente ineinandergreifen, wobei die Elemente mit ihren gegenseitigen Schrägstellungen zueinander stark übertrieben dargestellt sind, um das Verständnis der

beigefügten Beschreibung zu erleichtern Fig. 6: ein Zeichnungsdetail eines Teils der Figur 5, das in der Richtung des Pfeils „B" in dieser Figur zu sehen ist, jedoch mit

einer weniger übertriebenen gegenseitigen Schrägstellung der Achsen der Elemente Fig. 7: entspricht Figur 2, sie zeigt jedoch eine Einrichtung zur Phasenverschiebung, die dazu verwendet wird, die Arbeitsweise des Mechanismus durch Änderung der Winkelverschiebung eines Endes einer Wellenverbindung, die sich nach einem der Elemente erstreckt, und zwar mit Bezug auf deren anderes Ende, zu verändern, welches mit dem

anderen Element durch eine Zahnradbaugruppe wirksam verbunden ist Fig. 8: einen Kupplungsmechanismus unter Verwendung von zwei gleichartigen axial parallelen Elementen mit einer sich

peripheral erstreckenden Eingriffsverzahnung, welche in derselben Richtung um die Elemente schrägverzahnt ist Fig. 9: einen Schnitt durch Figur 8, der an der Linie und in der Richtung der Pfeile IX-IX in dieser Figur erfolgt ist Fig. 10: in perspektivischer Darstellung zwei zylindrische, in Eingriff stehende Blockierungsglieder in Schnittdarstellung, um

den Schnittzwischen ihnen zu zeigen, welcher in Figur 10Aerfolgt ist Fig. 10 A: ein entwickeltes Diagramm der ineinandergreifenden Schnittfläche der Eingriffsverzahnung der Figur 10, und diese

Figur wird verwendet, um ein Prinzip, das der Erfindung zugrunde liegt, zu erläutern Fig. 11: einen Mechanismus, der demjenigen unter Bezugnahme auf Figur 8 beschriebenen gleichartig ist, welcher jedoch ein

alternatives Phasenverschiebungsmittel aufweist Fig. 12: in zwei Skizzen Zahnradparameter, auf die in der beigefügten Beschreibung Bezug genommen ist und welche für die Zahnradverzahnung der Reihe nach betrachtet werden müssen, um in einer Linien- und nicht in einer Punktberührung ineinanderzugreifen

und

Fig. 13: eine Perspektivdarstellung eines Mechanismus, der eine Riemen- oder Kettenverbindung zwischen zwei Zahnradgliedern und Federmitteln zur Steuerung der Spannung in dem Riemen oder der Kette aufweist, um die Arbeitsweise des Mechanismus zu vorändern

Fig. 14: einen Mochanismus unter Verwendung einer Loerlaufeinrichtung, um die Art seiner Arbeitsweise zu verändern und

Fig. 15: einen Mechanismus der Erfindung, der in ein Steuersystem für ein Transportband eingebaut ist.

Prinzip, das der Erfindung zugrunde liegt

Das Prinzip, das der Erfindung zugrunde liegt, wird nachfolgend untor Bezugnahme auf Figur 10 erläutert. Diese zeigt eine erste Gruppe von Zähnen, von denen bei 100 zwei gezeigt und auf einem Drehelement angeordnet sind und die mit einer zweiten Gruppe von Zähnen im Eingriff sind, deren Teile bei 102 gezeigt sind.

Die Zähne 100 und 102, die in den gezeigten Stellungen voll ausgezogen sind, berühren einander nicht effektiv, obwohl sie im Eingriff sind. Der Ausdruck „Eingriff" wird in dieser Beschreibung verwendet und bedeutet so viel, daß die Zähne in ihrer Eingriffszone in einem Überlappungsverhältnis liegen. Sie können sich tatsächlich berühren oder auch nicht. Wenn die Elemente, die die Zähne aufnehmen, mit synchroner Geschwindigkeit gedreht werden, behalten die Zähne 100 und 102 die relativen Stellungen, die dargestellt sind, in denen sie sich nie berühren, wenn sich die Elemente drehen. Dies wird ohne Rücksicht auf die Synchrongeschwindigkeit angewendet, mit der sich die Elemente drehen, oder auf ihre Drehrichtung, vorausgesetzt, daß sich die Zähne immei in derselben Richtung durch die Überlappungszone zwischen den Elementen bewegon. Daraus folgt, daß es für die Elemente nicht wesentlich ist, daß sie sich in derselben Richtung drehen. Sie können sich jeweils in entgegengesetzten Richtungen drehen, vorausgesetzt, daß sich nur einer der Zähne entgegengesetzt zu dem anderen auf dem anderen Element bewegt.

Es wird nun ein gesteuerter Phasenwechsel (dargestellt durch die Entfernung „0" in Figur 10 A) der Zähne 100 angenommen, der mit Bezug auf die Zähne 102 erzeugt wird, wodurch bewirkt wird, daß sich die Zähne 100 in die Stellungen bewegen, die mit unterbrochener Umrißlinie dargestellt sind, und in welchen ihre Fußflankenflächen in die Stellungen 101 auf den Fußflankenflächen der Zähne i02 gleiten. In den GleiUonen der Zähne wird dabei Reibungswärme erzeugt, die den Verbrauch eines Teils der Energie dis Eingangsantriebs für den Mechanismus darstellt. Die erzeugte Wärmemenge ist eine Funktion des Drucks zwischen den gleitenden Fußflankenflächen der Zähne, und dios wiederum ist eine Funktion der Kraft, mit welcher die Zähne 100 in die Zähne 102 eingreifen. Die Reibungswärme wird in dem Mechanismus solange ständig weiter erzeugt, wie sich die beiden Elemente im Gleichlauf drehen und die Zähne 100 an den Zähnen 102 gleiten. Dieser Zustand ergibt sich aus dem Abstand O zwischen den Zähnen 100 und 102, der sich auf Null verringert.

Es sei vorausgesetzt, daß das Eingangsdrehmoment die Zähne 100 gegen die Zähne 102 vorwärtstreibt. Wenn sich diese Kraft in ihrer Größe progressiv erhöht, dann nimmt die Reibungswärme zu, die von den Zähnen 100 erzeugt wird, die an den Zähnen 102 gleiten. Inder Praxis kann dio Wärme durch Eintauchen der Elemente in ein kühlendes Ölbad abgeführt werden. Die Ableitung der erzeugten Reibungswärme kann wichtig sein. Wenn die Zähne mit einer Punktberührung ineinandergreifen, kann dies zu einer übermäßigen Abnutzung führen. Diese Abnutzung kann in starkem Maße dadurch verringert werden, daß die Zähne so angeordnet werden, daß sie mit einer Linienberührung aneinander gleiten, anstelle einer Punktberührung. Um dieses Ziel zu erreichen, wird auf die beiden Skizzen der Figur 12 Bozug genommen. Die Figur 12 zeigt in der oberen Skizze Parameter, die ein bestimmtes Verhältnis aufweisen müssen, wenn zwei äußere, in Eingriff stehende, schrägverzahnte Elemente miteinander in Linienberührung in Eingriff kommen. Die untere Skizze der Figui 12 zeigt die Parameter, welche ein bestimmtes Verhältnis aufweisen müssen, wenn ein äußeres schrägverzahntes Element mit einem inneren schrägverzahnten Element mit Linienberührung im Eingriff ist. Diese Linienberührung bezieht sich in der oberen Skizze auf die Stelle 220 und in der unteren Skizze auf die Stelle 320.

Zuerst wird die obere Skizze der Figur 12 betrachtet. Die beiden äußeren schrägverzahnten Elemente 207, 208 mit derselben Schraubenlinie und Steigung oder unterschiedlicher Steigung können eine theoretische Linienberührung aufweisen, wenn sie eine ein- oder mehrgängige Form mit identischer Teilung aufweisen, und wenn ihre Zahnflanken aus Evolventen-Schraubenflächen mit erzeugenden Fußkreisdurchmessern 205 zusammengesetzt sind, die zu ^;hrer jeweiligen Steigung proportional sind, und die Achsen der Elemente parallel sind und einen solchen Abstand auf wisen, daß eine Linie 200, die die Schnittpunkte der Zahnradelement-Außendurchmesser 206 verbindet, vier Linien durchläuft, die mit den Bezugszeichen 201, 020,203,204 bezeichnet sind, welche mit beiden erzeugenden Fußkreisdurchmessern 205 tangieren. Im Fall der unteren Skizze der Figur 12 kann ein inneres schraubenförmiges Zahnradelement 301, das mit einem äußeren schrägverzahnten Zahnradelement 300 mit entgegengesetzter Schraubenlinienrichtung und derselben Steigung oder einer unterschiedlichen Steigung im Eingriff ist, eine theoretische Linienberührung aufweisen, wenn eine ein- oder mehrgängige Form mit identischer Teilung vorliegt, und wenn ihre Fußflanken aus Evolventen- Schraubenflächen mit erzeugenden Fußkreisdurchmessern 302 zusammengesetzt sind, die proportional zu ihrer jeweiligen Steigung sind, und die Zahnradachsen 303,304 parallel verlaufen und einen solchen Abstand aufweisen, daß eine Linie 305, die die Schnittpunkte des

301 verbindet, vier Linien 308,309,310,311 durchläuft, welche mit beiden erzeugenden Fußkreisdurchmessern 302 tangieren. Bei einer detaillierteren Beschreibung einer Zahnradkonstruktion sollte auf das Lehrbuch „Analytical Mechanics of Gears" von E. Buckingham Bezug genommen werden.

Nachfolgend wird wieder auf Figur 10 Bezug genommen. Die Zähne 100 und 102 sind so geformt und durch ihre Konstruktion derart positioniert, daß dann, während sie miteinander im Eingriff sein können, ein Element nicht das andere Element über die Zähne antreiben kann. Dies tritt wenigstens in einer Richtung mit einer Schneckengetriebeanordnung ein. Einige Zahnräder können jedoch mit diesem scheinbar unbrauchbaren Merkmal aufgebaut sein, wenn es so erwünscht ist, daß, obwohl die Zähne ineinandergreifen, sie nicht in der Lage sind, den Antrieb in irgendeiner Richtung durch ihre gemeinsame Eingriffszone zu übertragen. Solange die beiden Zahnradelemente forlgesetzt im Gleichlauf angetrieben werden, setzen es ihre Zähne fort, durch die Eingriffszone in derselben Richtung und mit derselben Geschwindigkeit vorzudringen. Wenn jedoch der Antrieb von einem der Elemente gelöst wird, so daß die Drehung aufhört, kann es wegen der Konstruktion der Zähne nicht von einem anderen

Elemont angetrieben werrden. Da die /ahne der beiden Elemente ihren Eingriff in der Eingriffszone fortsetzen, wird das Element, auf welches aer Antrieb noch immer angewendet wird, an der weiteren Drehung durch das andere Element gehindert, dessen Drehung gestoppt wurde. Der Mechanismus „klemmt fest", anschließend, d. h., er blockiert.

Eine Methode zum Entfernen des Antriebs von einem der beiden Elemente, die von einor gemeinsamen Quelle eines Drehantriebs angetrieben werden, besteht darin, in d'jn Synchronantrieb eine Zahnradverbindung (gearlash) einzubringen. Der Antrieb drückt dann die Zähne des einen Elements gegen die Zähne des anderen Elements, bevor das letztore Element den Antrieb erfahren hat, der auf dieses angewendet wird. Das letztere Element verhindert dann, daß sich das genannte eine Element bis zu einem solchen Zeitpunkt, zu dem die Zahnradverbindung ausreichend verringert ist, damit es möglich ist, boido Elemente im Gleichlauf anzutreiben.

Aus der obigen Beschreibung wird verständlich, daß die Steuerung des Phasenwinkels der Zahnradverbindung zwischen den Synchronantrieben ein Weg der Änderung der Arbeitsweise des Mechanismus aus einer ersten Betriebsart, bei welcher dor Mechanismus gegenüber einem angewendeten Antrieb keinen Widerstand bietet, in eine zweite Betriebsart ist, bei welcher ein steuerbarer Gi ad des Abbremsen angewendet wird. Der steuerbare Abbremsgrad wird durch die Größe der Rückfederung bestimmt, die überwunden werden muß, um die Zahnradverbindung auszugleichen. Die dritte Betriebsart erfolgt, wenn der verwendete Antrieb zur Drehung nicht in der Lage ist, da sich die Zahnradelemente fest verklemmt haben. Wenn die Zähne so gestaltet sind, daß sie den beiden Elementen einseitig gerichtete Antriebseigenschaften geben, kann der Mechanismus so ausgelegt werden, daß dieser nur in einer Drehrichtung des Eingangsantriebs fest verklemmt ist. Die Erfindung kann unter Verwendung von Elementen ausgeführt werden, welche in dieser Weise arbeiten oder welche sich in beiden Richtungen der Drehung des Eingangsantriebs fest verklemmen.

Beschreibung der ersten Ausführungsform

Die Figur 1 zeigt ein Getriebeelement, das durch ein Zahnrad 1 mit einer ringförmigen gezahnten Innenfläche 2 und mit einer gezahnten Außenstirnfläche 3 ausgebildet ist. Ein Kegelzahnrad 4 läuft auf der Zahnradfläche 2 und treibt eine Welle 5, die ein Zahnrad 6 trägt, und ergibt so ein Phasenverschiebungsmittel. Ein geradverzahntes Stirnrad 7 hat seinen Verzahnungseingriff mit jenen des Zahnrades 6 und dreht eine Welle 8, die an ihrem Ende ein zweites Eloment aufweist, das von einem Schneckenrad 9 gebildet ist, das mit dor gezahnten Stirnfläche 3 des Zahnrades 1 im Eingriff ist. In den Eingriff der Zähne des Zahnrades 6 ist ein vorbestimmtes Niveau des Flankenspiels projektiert. Die Zahnräder 1,9 und 2,4 bilden eine erste Anordnung mit einem vorbestimmten Geschwindigkeitsverhältnis, und die Zahnrödor 6,7 bilden eine zweite Zahnradanordnung mit demselben Geschwindigkeitsverhältnis wie die erste Zahnradanordnung, jedoch mit einer nach zwei Seiten wirkenden Antriebscharakteristik. Die erste Zahnradanordnung weist eine einseitige Antriebscharakteristik auf und überträgt den Antrieb vom Zahnrad nicht auf die Schnecke.

Der obige Mechanismus arbeitet als ein unbegrenztes Sperrad oder Bremskupplung und kann zum Anziehen einer Mutter (nicht dargestellt) verwendet werden, in welche eine Streckung 1OA des Rahmens 10, der mit der Welle 5 koaxial angeordnet ist, montiert ist. Die Wellen 5 und 8 sind zur Drehung im Rahmen 10 angeordnet, und mit dem Zahnrad 6 ist ein Exzenterhandgriff 6 A des Sperrades verbunden.

Arbeitsweise der ersten Ausführungsform

Der Mechanismus arbeitet wie folgt:

Es wird angenommen, aaß die erlaubte Drehrichtung des Zahnrades 6 in der Richtung des Pfeils „A" verläuft. Die Zähne des Zahnrades 6 greifen wiederum in eine Gruppe von Fußflanken der Zähne des Zahnrades 7. Wenn der Handgriff 6A in eine Richtung des Pfeils A bewegt wird, wird der Drehantrieb durch das Zahnrad 7 und die Welle 8 auf die Schnecke 9 übertragen, um sie so zu drehen, daß sie die gezahnte Stirnfläche 3 im Gleichlauf mit der Drehbewegung des Handgriffes des Sperrades bewegt. Wenn nun der Sperradhandgriff 6 A in die entgegengesetzte Richtung gedreht wird, drehen sich auch die Zähne des Zahnrades 6 in die entgegengesetzte Richtung. Bevor sie ihren Antrieb auf die Zähne des Zahnrades 7 übertragen können, haben sie sich um einen Winkel zu bewegen, der durch ihr Flankenspiel mit den Zähnen des Zahnrades 7 bestimmt wird. Während eine Bewegung mittels dieses Flankenspielwinkels vorsucht wird, wird offensichtlich kein Drehantrieb über die Welle 8 auf die Schnecke 9 übertragen. Die Schnecke 9 setzt daher ihre Drehung aus und hält infolgedessen das Zahnrad 2 gegen die Drehung. Die auf den Handgriff 6A des Sperrades angewandte Hebelwirkung wird nun über den Rahmen 10 angewendet, um die Streckung 10A zu drehen und damit die Mutter, die sich in einer Endaufnahme (nicht dargestellt) an ihrer Stirnseite befindet.

Beschreibung einer zweiten Ausführungsform

Bei diesem Ausführungsbeispiel sind die Teile, die gleichartigen Teilen der Figur 1 entsprechen, zum leichteren Verständnis gleichermaßen bezeichnet.

Die Figur 2 zeigt ein Gestell 10, das zwei drehbare Wellen 11 und 12 trägt. Die Well j 12 trägt an einem Ende ein Element, das mit einem Schneckenrad 13 ausgebildet ist, und am anderen Ende ein geradverzahntes Stirnrad 100. Die Welle 11 trägt an einem Ende ein Kronenrad 14 und am anderen Ende ein Eingangsantriebs-Zahnrad 15. Das Kronenrad 14 läuft auf einem Planrad 16, das an einer Seite eines Elementes ausgebildet ist, welches als Zahnradgetriebe 17 gestaltet ist, das eine Schnecke 13 aufweist, die mit ihrer Zahnkante eingreift.

Das geradverzahnte Stirnrad 100 greift mit einem Abtriebsrad 18 ein, indem es ein Phasenverschiebungsmittel schafft, und welches sich auf der Welle 11 frei dreht. Eine Vorspannfeder 19 erstreckt sich zwischen dem Abtriebsrad 18 und dem Eingangsantriebs-Zahnrad 15 und ist in einer Chordalebene bezüglich beider angeordnet, wie dies in Figur 2 A deutlich veranschaulicht ist. Die Zahnräder 13,14 und 16,17 bilden eine erste Zahnradanordnung mit einem vorbestimmten

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Übersetzungsverhältnis, und die Zahnräder 100 und 18 bilden eine zweite Zahnrarlanordnung, weisen jodoch eine zweiseitig gerichtete Antriobscharaktoristik auf. Die erste Zahnradanordnung hat eine einsoitigo Antriebscharakteristik und überträgt nicht den Antrieb von dem Zahnrad auf die Scirockd.

Wirkungswelse der zweiton Ausführungsform

Der Mechanismus der Figuren 2 und 2 A arbeitet wie folgt:

Auf das Zahnrad 15 wird ein Außenantrieb (nicht gezeigt) angewendet, um es in der Richtung der dargestellten Pfeile zu drehen, und dreht die Welle 11 und damit das Zahnradgetriebe 17. Der Antrieb wird auch durch die Feder 19 auf das Abtriebsrad 18 angewendet und bewirkt, daß es sich im Gleichlauf mit dem Zahnradgetriebe 17 dreht und daß sich das geradverzahnte Stirnrad 100 dreht. Da die boiden Zahnradanordnungen dasselbe Üersetzungsverhältnis aufweisen, pflanzt sich die Schrägverzahnung des Schneckenrades 13 axial im Gleichlauf mit der Umfangsbewegung der Zähne des Zahnrades 17 fort, und zwar in derselben Richtung durch die Eingriffszone zwischen ihnen. Die erste Zahnradanordnung bietet deshalb dem Antrieb, der auf den Eingang des Mechanismus angewendet wird, keinen Widerstand.

Wenn nun der Eingangsantrieb in der Richtung umgekehrt wird, erlaubt es die Feder 19 der Welle 11, sich bezüglich der Position des Abtriebsrades 18 um einen Winkel zu drehen. Während dieser Periode erhält das geradverzahnte Stirnrad 100 keinen Antrieb und das Schneckenrad 100 dreht sich nicht länger. Dies stoppt die Drehung des Zahnrads 17, bevor die Feder 19 ausreichend gespannt ist, um die Bewegung des Zahnrades 15 an das Abtriobsrad 18 zu übertragen. Da sich das Zahnrad 17 nun nicht drehen kann, wird der auf das Eingangszahnrad 15 angewendete Antrieb gosperrt, und der Mechanismus ist fest verklemmt oder blockiert.

Wenn nun das Abtriebsrad 18 in einer Richtung gedreht wird, welche das „Flankenspiel" verringert, des von der Feder 19 hervorgebracht wird, bewirkt es möglicherweise, daß die Zähne des Abtriebrades 18 mit denen des geradverzahnten Stirnrades 100 Berührung haben und erlauben, daß der Antrieb auf die Schnecke 13 über die Welle 12 und das geradverzahnte Stirnrad 100 übertragen wird.

Die Schnecko dreht sich nun und gibt die erste Zahnradanordnung zur Drehung mit dem Eingangsantrieb frei, da die beiden Saiten des Schneckenantriebes wieder im Gleichlauf angetrieben werdon.

Bei einer nicht dargestellten Modifikation der oben beschriebenen Anordnung sind die Zahnräder 15 und 18 durch zwei Fer.ern verbunden, welche an einem Paar der Enden mit einem Ende eines Kniehebelarms befestigt sind, der sich mit dem Abtriebsrad 18 exzentrisch dreht, so daß dessen freies Ende einen Betätigungsarm zur Verfügung stellt, der sich über die Stirnseite des Abtriebsrades 18 erstreckt. Der Kniehebelarm weist drei stabile Positionen auf. In einer der stabilen Positionen ist eine der Federn gelockert, und die andere Feder ist gespannt, damit sich der Mechanismus nur in einer Richtung dreht. In der anderen extremen Position des Kniehebelarms sind die Zustände der Federn umgekehrt, so daß der Mechanismus frei ist und sich nur in der anderen Richtung dreht. In der dritten oder stabilen Zwischenposition des Kniehebelarms sind beide Federn gleich gespannt, und das Abtriebsrad 18 folgt dann genau der Bewegung des Zahnrades 15 in beiden Richtungen ohne Flankenspiel.

Der Mechanismus weist dann zweiseitig gerichtete Antriebscharakteristiken auf.

Boschreibung der dritten Ausführungsform

Der in Figur 3 gezeigte Mochanismus weist eine erste Zahnradanordnung 20 auf, die von zwei Elementen gebildet wird, die einen Schneckentrieb ergeben, und eine zweite Zahnradanordnung 21, die von einem Zahnkranzpaar 29,30 mit demselben Übersetzungsverhältnis wie dem des Schneckentriebs gebildet wird, und in welches die gewünschte Größe des Flankenspir !s eingebaut ist. Die beiden Anordnungen 20,21 sind durch ein Wellenpaar 23 und 24 verbunden, wie bei dem Mechanismus der früheren Figuren. Die Wellen 23,24 durchlaufen ein Gestell 22.

Die Welle 23 trägt an einem Ende ein Kronenrad 25, das mit einem Planrad 40 an einem Ende eines Schneckenrades 26 der Anordnung 20 im Eingriff ist. Zwischen ihren Enden weist die Welle 23 einen sich spiralförmig erstreckenden periphoren Schlitz 27 auf, in welchem ein Ziehkeil 28 des Zahnrades 29 der Anordnung 21 fährt. Das andere Zahnrad 30 der Anordnung 21 ist an der Welle 24 befestigt.

Das Zahnrad 29 kann entlang der Welle 23 an unterschiedliche Positionen gleiten. Diese Bewegung wird von einer Nase 31 an einem Ende einer Handkurbel 32 gesteuert, die bei 33 zwischen ihren Enden an dem Gestell 22 gelenkig angeordnet ist und so ein Phasenverschiebungsmittel ergibt. Eine Vorspannfeder (nicht gezeigt) hält das Zahnrad 29 zu jeder Zeit gegen die Nase 31.

Arbeitsweise der dritten Ausführungsform

Der Mechanismus der Figur 3 arbeitet wie folgt:

Wenn sich das Zahnrad 29 an einer extremen Position der Bewegung entlang der Welle 23 befindet, die von der Nase 31 festgelegt wird, sind die Zähne der Zahnräder 29 und 30 in Antriebskontakt, und der eingangsseitige Drehantrieb einer Außenantriebsquelle, der auf die Welle 24 angewendet wird, bewirkt, daß sich beide Zahnradanordnungen frei drehen, wobei das Schneckenad 26 von dem Zahnrad 29 der zweiten Anordnung angetrieben wird. Wenn die Drehrichtung des verwendeten Antriebs nicht umgekehrt wird, unterbricht das Flankenspiel in der zweiten Zahnradanordnung die Anti iebsübertragung zu der Schnecke 26, und die Welle 24 wird an der Bewegung in der Richtung des verwendeten umgekehrten Antriebs gehindert. Wenn nun die Nase 31 das Zahnrad 29 gegen die Vorspannfeder und in eine Richtung drückt, welche das Flankenspiel auf Null reduziert, wird der Antrieb wieder über die zweite Zahnradanordnung auf das Schneckenrad 26 übertragen. Der Mechanismus dreht sich dann frei und folgt dem umgekehrt verwendeten Antrieb.

Beschreibung der vierten Ausführungsform

Die Figur 4 zeigt den Mechanismus, der als Schaltkupplung verwendet wird, welche die Leistung in einer einstellbaren kontrollierten Weise überträgt.

Der Mechanismus weist ein feststehendes Gestoll 50 auf, das zwei axial gerichtete Wollen 51 und 52 trägt. Die Wolle 51 liefert eine eingangsseitige Antriebswelle, und die Welle 52 liefert oine ausgangsseitige Antriebswelle.

Die Welle 52 trägt ein drehbaros Gehäuse 53 innerhalb des Gestells 50, durch welches sich zwei parallele Wellori 54 und 55 erstrecken. Das Gehäuse kann in Öl eingetaucht wordon und Öl aufweisen, das dieses durchströmt, um im Inneren erzeugte Wärme abzuleiten.

Im Inneren des Gehäuses 53 ist eine erste Zahnradanordnung 56 mit einseitig gerichtoton Charakteristiken der Antriebsübertragung angeordnet und durch eine Schnockentriebanordnung ausgebildet, von welchor ein Element, das ein Schneckenrad ergibt, mit 57 bezeichnet ist und das andere Element, das ein Zahnradgetriebe ergibt, mit 58 bezeichnet ist. Das Zahnradgetriebe 58 weist ein Planrad 59 auf, das mit einem Kegolzalinrad 60 in Eingriff ist und welches an oinom Ende der Welle 55 befestigt ist. Das andere Ende der Wolle ist an oiner einstellbaren Torsionsanordnung befestigt, die bei 170 zeichnerisch dargestellt ist, welche dorart bedienbar ist, daß sich ihre Vorformungsenergie in ein Drehmoment wandelt, das zwischen den Weilen 51 und 55 verwendet wird. Zwischen den Zahnrädern 60 und 61 einer zweiten, jedoch zweiseitig gerichteten Zahnradanordnung 62 besteht irgendeine Getriebeverbindung.

Die Eingangswello 61 ist mit der zweiten Zahnradanordnung 62 verbundon, wolche dasselbe Übersetzungsverhältnis aufweis' wie die erste Zahnradanordnung 56. Die Torsionsanordnung liefert ein Steuermittel der Phasenverschiebung.

Arbeitsweise der vierten Ausführungsform

Der Mechanismus der Figur 4 arbeitet wie folgt:

Wenn die beiden Wollen 51 und 52 unabhängig voneinander arbeiten, wird die Torsionsanordnung so eingestellt, daß scheinbar keine Torsionsbeanspruchung zwischen den Wellen 51 und 55 übertragen wird. Der Eingangsantrieb, der auf die Welle 51 angewendet wird, teilt sich deshalb bei der zweiton Anordnung 62, und ein Teil dessen wird benutzt, um das Zahnradgetriebe 58 und ein Teil zu drehen, um schließlich die Schnecke 57 mit synchroner Geschwindigkeit bezüglich des Zahnradgetriebes 58 über die zwei'e Zahnradanordnung 62 zu drehen. Gegenüber dem eingangsseitigen Drehantrieb wird von dem Mechanismus kein Widerstand geleistet, da die Schnecke 57 und das Zahnrad 58 sich mit synchronen Geschwindigkeiten drehen, und die Ausgangswelle bleibt daher stationär, während die Zahnradanordnungen 56 und 62 sich frei drehen.

Wenn nun die Torsionsanordnung 170 eingestellt wird, um eine vorbestimmte Torsionssteife zwischen den Wellen 51 und 55 einzuführen, drehen sich die Welle 52 und das Gehäuse 53 und übertragen das vorbestimmte Drehmoment.

Mit der Belastung auf der Welle 52 als Reaktion überträgt das Zahnrad 60 den Antrieb solange nicht, bis das Flankenspiel zwischen ihnen durch den Wechsel in der Phase der Welle 51 bezüglich der Welle 55 negativ ist. Dieser Phasenwechsel wird durch Überwindung der Verformungsenergie oder Steifheit in der Torsionsanordnung 170 bewirkt.

Die Zahnradanordnungen 56 und 62 drehen sich, falls irgendein Versuch unternommen wurde, um mehr als dieses vorbestimmte Drehmoment zu treiben.

Je größer die Steifheit, die in die Torsionsanordnung eingebracht wird, desto starrer sind im Betrieb des Mechanismus die Ausgangswellen 51 und ^r? in der Antriebsrichtung miteinander verriegelt.

In dor Praxis wird die Torsionsanordnung 170 der Figur 4 in einer Position angeordnet, in welcher sie nicht die Drehung der Welle 54 gegen die Welle 55 bremst, wenn der Mechanismus den Antrieb zwischen den beiden Wellen überträgt.

Bei Ausführung der Erfindung können beide Zahnradanordnungen als Schneckentriebe aufgebaut werden. Es ist natürlich wichtig, daß die beiden Anordnungen dasselbe Übersetzungsverhältnis aufweisen. Wie zuvor bereits erwähnt, kann dies im wesentlichen 1:1 sein, falls ihre Konfiguration so angeordnet ist, wie es in den Figuren 5 und 6 geneigt ist, wolche nachfolgend beschrieben werden.

Beschreibung der fünften Ausführungsform

Der in Figur 5 gezeigte Mechanismus umfaßt eine erste Zahnrdanordnung 40 mit einem Übersetzungsverhältnis von im wesentlichen 1:1 und eine zweite Zahnradanordnung 41 mit demselben Übersetzungsverhältnis. Eine Eingangsantriebswelle 42 wird von einem Antriebsritzel 43 gedreht und weist ein darauf drehbares Zahnrad 44 auf und schafft somit ein Phasenverschiebungsmittel. Das Zahnrad 44 bildet die Eingangsseite der zweiten Zahnradanordnung 41 mit einem eingebauten Flankenspiel und ist mit einem Zwischenrad 44 A im Eingriff, welches mit einem dritten Zahnrad 45 im Eingriff ist. Das Zwischenrad 44A stellt sicher, daß sich solche Elemente, die wie die beiden zylindrischen Sicherungszahnräder 49 und 70 aufgebaut sind, in derselben Richtung drehen. Eine Feder 46 erstreckt sich schneckenartig zwischen dem Ritzel 43 und dem Zahnrad 44 und dient genau in derselben Funktion wie die in Figur 2 gezeigte Feder 19.

Das linke Ende der Welle 42 trägt ein Kronenrad 47, welches mit einem Planrad 48 im Eingriff ist, das mit dem Element einstückig ausgebildet ist, das ein zylindrisches Sch -ägzahnstirnrad 49 ergibt. Ein zweites Element ergibt ein zylindrisches Schrägzahnstirnrad 70, das mit dem Schrägzahnstirnrad 49 in Eingriff ist, um die erste Zahnracianordnung 40 zu bilden, und trägt ein Planrad 71. Ein Kronenrad 72 ist mit dem Planrad 71 im Eingriff, und es ist an der Welle 73 befestigt, die sich parallel zur Welle 42 erstreckt. Das rechte Ende der Weih 73 ist in der Mitte des Zahnrades 45 befestigt und beide Wellen 42 und 73 durchlaufen einen Montageblock 74.

Aus den Figuren 5 und 6 geht hervor, daß die Achsen der beiden zylindrischen Zahnräder 49 und 70 in der Praxis um mehrere Grad zueinander leicht versetzt sind; das ist durch den Winkel „P" in Figur 6 angegeben. Diese Versetzung ist in den Figuren 5 und 6 zum leichteren Verständnis des Mechanismus stark übertrieben. Im Ergebnis dieser Verschiebung ist die Teilung der Schrägverzahnung des zylindrischen Zahnrades leicht größer als die Teilung der Schrägverzahnung des zylindrischen Zahnrades 49, so daß die Zähne im Eingriff bleiben, wenn sich das Element dreht. Die Schrägzähne sind so geformt, daß sie im

Eingriff bleiben, ungeachtet ihrer Drehachsen, die nicht genau parallel sind. Das Übersetzungsverhältnis der Zahnradanordnung 40 ist doshalb nicht genau 1:1, ist jodoch dem völlig nahe, d.h., es ist im wesentlichen 1:1. Falls erforderlich, kann es durch leichtes Verändern der relativen Durchmesser der Zahnräder genau 1:1 sein.

Die Teilung der Spirale und der Winkelversatz der Zahnradachsen ermöglichen eine synchrone Komplementärrotation der Zahnräder 49 und 70, un. in jeder Richtung zu erscheinen, d.h„ sie drehen sich entwedor im Uhrzeigersinn oder entgegen dom Uhrzeigersinn.

Wirkungsweise der fünfton Ausführungsform

Der Mechanismus der Figuren 5 und 6 arbeitet wie folgt:

Es wird angenommen, daß die Arbeitsweise derart ist, daß der Mochanismus dor Drohung des Eingangsantriebs, der von dem Ritzel 43 erhalten wird, keine Beschränkungen auferlegt. Die eingangsseitigen Antriebsschlitze in der zweiten Zahnradanordnung 41 und ein Teil von dieser treiben die Welle 42 an, und der Rest treibt die Welle 73. Diese Wellen übortragon den Antrieb auf die beiden zylindrischen 7ahnräder 49 und 71), so daß sie sich um ihre Achsen drehen. Dio leicht unterschiedlichen Drehgeschwindigkeiten der Zahnräder 49 und 70 stellen sicher, daß flor axiale Abstand ihrer Eingriffsverzahnung konstant bleibt. Die Zahnräder 49 und 70 drehen sich beide im Gl iichlauf infolge der verwendeten Antriebe, die von den Wellon 42 und 73 erreicht werden.

Wenn das Zahnrad 44 der Drehung augenblicklich entgegengehalten wird, setzt sich der zu verwendende Antrieb zu dem zylindrischen Zahnrad 49 fort, wird jedoch beim Erreichen der Welle 73 nicht gestopp' Die Feder 46 dehnt sich einfach aus. Die beiden zylindrischen Zahnräder 49 und 70 sind an einer axialen Verschiebung gehindert, so daß die axiale Ausbreitung der Schrägverzahnung des sich drehenden Zahnrades 49 in der Eingriffszono der beiden Schrägzähno nicht langer durch Ausbreitung der Schrägverzahnung des Zahnrades 70 abgestimmt wird, welches nicht langer angetrieben wird. Dio Schrägverzahnung des Zahnrades 49 stößt nun an die Fußflankenoberfläche der Schrägverzahnung des Zahnrades 70 und wird dadurch an der weiteren axialen Ausbreitung gohindert. Die erste Zahnradanordnung 40 klemmt deshalb in dom Sinn fest, daß die Elemente sich miteinander nicht drohen. Die Antriebswelle 42 ist daher an der weiteren Drehung gehindert, bis die Spannung in der Feder 46 nachläßt.

Dar in Figur 5 gezeigte Mechanismus hat den Vorteil, daß die Üborsotzungsvorhältnisse der beiden Anordnungen beinahe 1:1 sind, so daß sich die Eingriffselemente mit nahezu derselben Geschwindigkeit drehen. Daher wird die Verwendung der Elemente, die für eine Drehung mit hoher Geschwindigkeit erforderlich sind, vermieden.

Modifikation der oben beschriebenen Ausführungsformen

Bei den früheren Ausführungsformen wird die Notwendigkeit der Winkelverschiebung zum Schalten des Mechanismus zwischen dessen Arbeitsweisen durch Verwendung des zu der zweiten Zahnradanordnung gehörenden Phasonverschiebungsmittels erreicht. Dies ist jedoch nicht wesentlich, wie dies aus Figur 7 offenbar wird. Dip Notwendigkeit der Phasenverschiebung zur Verschiebung dor ersten Zahnradanordnung zwischen deren freilaufender Art und ihrer „fest verklemmten" Arbeitsvv·: ',si kann durch Anordnen einer Phasenänderungseinrichtung 80 in einer der Wellen, vorzugsweise der Welle 81, erreicht werden, welche der Welle 73 eier Figur 5 entspricht. Die Einrichtung bringt eine Phasenvoreilung oder Nacheilung oder Leerlauf vischen den boiden Endabschnitten der Welle 81. Die Teile der Figur 7, die den Teilen früherer Figuren entsprechen, dienen demselben Zweck und sind bereits beschrieben, tragen dieselben Bezugszeichen und werden nicht wieder beschrieben.

Beschreibung der sechsten Ausführungsform

Die Figur 8 zeigt einen Mechanismus dor Erfindung, der als geeignete Schaltkupplung zum Starten eines Endlosfördei vstoms geeignet ist, wie dies in Figur 13 gezeigt ist. Dieses System umfaßt einen Endlosbandförderor 140, der von einem Kettenti eb 139 und einer startenden Schaltkupplung 141 mit einem Elektromotor 142 angetrieben wird. Eine Eigenschaft eines Bandförcorers besteht darin, daß es oft erforderlich ist, diesen stufenweise und sanft gegen eine große Belastung zu starten. Eine herkömmliche Schaltkupplung hat den Nachteil, daß sie während der Startperiode eine beträchtliche Wärmeenergiemenge ableiten muß; dabei sind dio Flächen der Kupplungsplatten niemals direkt einem Kühlmedium wie Öl oder Luft ausgesetzt. Daher besteht bei einer normalen Schaltkupplung das Problem der Ableitung großer Wärmemengen.

Die für den Startvorgang des Bandförderers verwendete Schaltkupplung 141, wie dies in Figur 8 dargestellt ist, weis», eine Eingangsantriebswelle 110, die sich in eine Seite eines ölgefüllten Gehäuses 111 erstreckt, und eine Ausgangsantriebswelle 112 auf, die au ; der entgegengesetzten Seite des Gehäuses 111 koaxial hervorragt. Das Gehäuse ist mit kühl6ndern Öl gefüllt. Eine Stütze 113 ragt aus einer Seite des Gehäuses unter der Welle 110 heraus und trägt einen Hebel 114 erster Ordnung der sich, wie durch den Pfeil Y angegeben, in geeigneter Weise dreht. Er wird auch in einer beliebigen Position fest gehalten, in welche er durch eine Einrichtung (nicht gezeigt) bewegt wird.

Der Hebel 114 trägt an einem Ende eine Gabel 115, welche einen radialen Flansch 116 greift, der an einem Ende eines Gleitbundes 117 vorgesehen ist, welcher auf der Eingangswelle 110 befestigt ist. Das Zwischenteil des Gleitbundes 117 ist ein Dichtungssitz in einer Öffnung 118 in dem Gehäuse 111, und die Welle HOdurchläuft eine Dichtung in dem Gleitbund 117, so daß sie sich während der Axialbewegung des Gleitbundes 117, die von einem Hebel 114 erzeugt wird, frei drehen kann. Der Gleitbund 117 ist im Inneren des Gehäuses 111 mit einem ringförmigen Griff 120 versehen. Ein ringförmiger Flansch 121, der an einem Ende einer in Eingriff befindlichen Muffe 122 ausgebildet ist, wird von einem Griff 120 so gehalten, daß, während sich der Flansch 121 frei dreht, seine Axialverschiebung von dem Grifi 120 behindert wird. Der Gleitbund 117 und die Muffe 122 bewegen sich daher zusammen axial entlang der Welle 110 wie eine einzige Einheit.

Die Muffe 122 Ist im Inneren genutet, damit slo entlang der Schiobokoilo 123 auf dor VVoIIo IKMiowoglichiit Dip Schiebekeil« Ul eistrocken sich parallel zur Achse dor WeIIo 110.

Die Muffe 122 trägt ein Zahnrad 124, welches mit einem Zwischonradritzol 125 mit erweiterter I (ingη loso im ['irujn'f i«i K« (|it>t dahor oin bof timmtos Flankonspiel, das in den Mechanismus eingebaut ist. Das Hiliol 120 droht sich nuf einem /npfon WV Ίπ an einem drehbaren Gestoll 127 bofoMigt ist unddosson Litngo dorart ist, dnß os in dns /nhnrnd 17Ί nn nllcn nxmlmi Pimtioiinn dor Muffo 122 auf dor WeIIo IIOoingroift.

Dns Ritzel 125 bringt oin zweites Zahnrad 128 in Eingriff, dns nn oinom Ende oinor WoIIo 12D befestigt ist. dm pin I itgor 1 ;IO in iIm« Gostoll 127 durchlauft. Das andoro Endo dor WoIIo 129 trägt iin zylindrische* Element 131 mit oino. Srlirngvor/nhiiuiiy 1.1?, wolcho so angepaßt ist, wie das untor Bezugnahme auf Figur 12 gezeigt und beschrieben ist, so dall os mit rinor I.ininn· und mc hl mit einor Punktborührung im Eingriff ist. Dio Konstruktionsparamotor, diooinzuhalto < sind, um don I ininnoingrilf zwischen den Zähnen 132 und 138 zu orrcichon. worden in dor Beschreibung später untor Uozugnahmo nuf die Skizzen dor figur 1? oil.Vitml Die Wolle HOwoist oin vergrößottos Endteil 135in oinom Lagur indem Gostoll 127 auf und tr.Igt nn zwoitos «ich drehendes Blockierungselomont 137, wolchos mit dom Element 131 idontisch ist und eino Sehr ag von a hnu ng 138 nufwoitt, welch" ·. .:· -ιοί Verzahnung 132 im Eingriff ist. Dio boidon Elomento 131 und 137 sind axial parallel, wio es veranschaulicht ist, und orgnhon oim erste Zahnradannrdnung mit einseitig gerichteter Antriabscharakto/ ist ik. Das Gotriobo 124, 125 er gi It eine ι wo it.) Zahnradanordnung mit domsolbon Übnrtragungsverhältnis wio dio ersto Zahnradanordnung.

Dio Figur 9 zeigt in übortriobenor Form den Eingriff dor Znhnrddor 124 und 128 mit dom Hit/el 125. Oo.et Eingriff onthnlt oinpn vorbestimmten Grad dos Flankonspiols.

Wirkungsweise der Schaltkupplung der sechsten AusfOhrungiform

Dor Hebel 114 bestimmt die offoktivo Lunge dor WoIIo 110, wolcho zwischon dom BlockioruncjSilomrnt 137 und dom /nhnind 174 liegt. Je großer diese Länge, dost ο großer ist die Torsionsfloxibilität, dio von dom Wollontoii go schaffen wird, dns zwisr hon dnm Blockiorungselemont 137 und dem Zahnrad 124liogt. Umgokohrt, jo kürzer (Ins Wollontoii ist, das zwischon dom Blockierungselemont 137 und dem Zahnrad 124 liegt, dosto steifor ist dio Verbindung zwischon ihnen. Dio Position dos Hobels 114 bestimmt dahor im voraus die Größo dos notwendigen Drohmomonts von dor Eingnngswello 110. um das Flankenspiel in dor zweiten Zahnradanordnung zu übeiwindon. Solnngo dio Gotriobovo'bindung, dio in dor iwoit^n Zahnradanordnung vorhanden ist, diojonigo dor orston Zahnradanordnung üborstoigt, wird das Ulockiorungiolonmnt 137 nicht angetrieben und verhindert dio Drohung dos Blockiorungsolomontos 137. U;'i 'liosor Botriohsnrt wird das Gohnusn 177 um dio Actiso der WoIIo 110 durch den oingohcndcn Antrieb, dor auf dio WeIIo angowondot wird, goschloudort. Wenn sich das Zahnrad 124 in der dargestellten Position bofindot, wolcho dnrjonigon dos minimnlon Drchmomonts entspricht, ist der Wert des Drohmomonts, wolcher nuf dio WeIIo 110 angowondot worden; niß.umdinso/u vordrohonunddns I Innkercpiol der zweiten Zahnradanordnurig zu überwinden, goringor als os notwendig ist worin sich dns Znhnrml 124 am linkon l-.ndo (Ir* Schiebekeils 123befindot. Die fortschreitende Bewogungdos Hobels 114 howirkt.daß sich dns Zahnrad in verschiedene Positionon auf dom Vorschiebekeil 123 bewegt, woboi oino jedo solche Position einonoindoutigon Drohmomentwnrt repräsentiort, welcher von der Eingangswelle erreicht wordon muß, um das Flankonspiol dor zwoiton Znhnradennrdnung zu iiberwinden.

Wenn das Flankenspiol der zweiten Zahnradanordnung überwunden ist, wird dor Antrieb durch sie auf das Hlo( kiorunijsolomnnt 131 übertragen. In diesem Zustand wird das Ausgangsdrohmomont dor Wolle 112 auf oin Maximum l)cgromt, das von dor Position des Zahnrads 124 auf dem Verschiobekoil bestimmt wird. Für jedo Position wird oin Drehmoment, das geringer ist, nls dasjenige, das durch die Position des Zahnrades 124 bostimmt wird, auf die Ausgnngswollo 112 übertragen. E sknnnjodochkoin Drehmoment, das größer ist als dasjenige, das durch dio Position dos Znhnrados 124 bostimmt wird, an die Ausgnngswolle 117 abgegeben werden.

Aus der obigen Beschreibung wird verständlich, daß der Mechanismus der Figuren 8 und 9 wio oino ei η stollbar ο Einrichtung zur Begrenzung des Drehmoments arbeitet.

Siebente Ausführungsform

Der Mechanismus der Figur 11 schafft einon mechanischen Schaltor mit oinor Einschalt· und Ausschalt-Betriobsnrt. Der Mechanismus umfaßt oinen Grundkörpor 41 !,welcher zwei axial parallele Wollon 429 und 435 tragt. An oinem Pnnr der Endon tragen die Wellen in Eingriff stehende Blockierungselomonte 432,437, wolcho zusnmmon oino erste Anordnung orgobon. Diese Blockierungselemente sind in ähnlicher Weise aufgebaut wie jono, dio in Figur ß milden Bczugszoichen 138 und 132 versrthen

Das andere Paar der Enden der Wellen 435 bzw. 429 trägt die Zahnräder 451 und 450 mit demsolben Durchmesser. Dieso Zahnräder weisen eino Schrägvorzahnung auf, und ein Zwischenrad 452 ist mit ihnen im Eingriff. Das Zwischenrad wird von einer Welle 426 gehalten, die in einem Lager 457 gostützt ist. Das Zahnrad 451 woist einen Längskeil 453 nuf, welcher entlang eines Schlitzes 455 in der Welle 435 gleitbar ist. Eine Feder (nicht gezoigt) spannt das Zahnrad in dor Figur nach rochts vor und gegen eine Nase 456 eir.es manuell stouerbaren Hebels 454, der an dom Grundkörper <*11 gelenkig angeordnet ist. Dio Position des Zahnrades 451 wird daher von dem Hebel 454 gesteuert.

Ein zu stjuerndereingangsseitiger Drehantrieb wird auf die Welle 410 angewendet. Die Zahnrädor 451,452 und 450 ergeben ein.« zweite Zahnradanordnung mit irgendeiner Getriebeverbindung. Dio Größo der Gctriobeverbindung zwischon den Flachen des Zahnradzahns wird daher von der Position dos Zahnrades 451 gosteunrt.

Wenn die zweite Zahnradanordnung in einor Richtung eine Gotrioboverbindung aufweist, wird dor Eingangsnntricb mf dio Welle 40 von der Dr .hung durch die beiden Blockierungselemento 437 und 432 verhindert. Die Verninduno, (lash) in dor zv.^itcn Zahnradanordnung verhindert den Drehantrieb der Welle 410, welche ihn auf die Welle 429 überträft, se d-iß sich Jas Blockierungselement 432 nicht drehen kann. Sie verhindei t damit auch die Drehung des Blockicrungsolomont«s 437.

Wenn der Hobel 454 nun in einer Richtung bewegt wird, welche im Ergebnis der Schrägverzahnung der Zahnräder 451,452 die Verbindung in der zweiten Zahnradanordnung auf Null verringert, kann nunmehr der eingangssoitige Drehantrieb auf die Welle 410 durch die zweite Zahnradanordnung auf das Blockierungselement 432 übertragen werden. Es dreht sich dann im Gleichlauf, da die Geschwindigkeitsverhältnisso der ersten und zweiten Zahnradanordnungen dieselben sind und der Widerstand gegenüber dem Drehantrieb scheinbar auf Null reduziert ist.

Achte Ausführungsform

Ein Gestell 600 trägt zwei parallele Wellen 601,602, welche auf einer Seite des Gestells 600 ein Paar Blockierungselemente 603, 604 halten, die so aufgebaut sind wie diejenigen, die bereits in Figur 11, bezeichnet mit den Bezugszeichen 432 und 437, beschrieben sind. Die Blockierungselemente drehbn sich frei in derselben Richtung, wenn sie von Synchronantrieben angetrieben werden, blockieren jedoch zusammen, sobalJ die Antriebe nicht mehr synchron sind.

Die Welle 602 hält an ihrem anderen Ende ein Zahnrad 606, das in derselben Ebene angeordnet ist wie ein zweites Zahnrad 605, jedoch mit einem Abstand von diesem. Ein nichtdehnbares und nichtrutschendes Antriebsband 607 erstreckt sich über die beiden Zahnräder 605,606, so daß sie von einem sich drehenden Eingangsantrieb zusammen angetrieben werden, der auf eine Eingangswelle 608 angewendet wird, welche in bezug auf die Welle 601 koaxial angeordnet ist.

Zwischen den Wellen 601 und 608 ist durch einen Stift 610 eine „Sperr"-Verbindung („lazy"-joint) vorgesehen, welche sicn von einem Endteil 611 der Welle 601 radial erstreckt, die von einem Hohlteil 612 des benachbarten Endes der Welle 608 umgeben ist.

Das Hohlteil 612 weist ein bogenförmiges abgeschnittenes Teil 613 auf, welches langer als der Durchmesser des Stiftes 610 ist, so daß die Drehbewegung der Wellt 608 nicht auf die Welle 601 übertragen wird, bis der Stift 610 in die eine oder andere der Stirnflächen 614 des abgeschnittenen Teils 613 eingreift.

Eine auf Zug beanspruchte Rolle 615 wird von einer Feder 616 elastisch gegen einen der beiden Läufe des Bandes 607 zwischen den beiden Zahnrädern 605,606 gedruckt, und sie ist so eingestellt, damit das Band oder die Kette 607 in eine gewünschte Spannung versetzt wird.

Bevor der Antrieb auf die Welle 608 angewendet wird, wird der Stift 610 mit der von der Feder 616 erzeugten Bandspannung gegen die eine oder andere Stirnfläche 614 gedrückt. In diesem Zustand des Mechanismus wird der Antrieb von der Welle 608 nicht auf die Welle 601 übertragen, und deshalb verhindert das Blockierungselement 604 die Drehung des Blockierungselementes G03.

Wenn das Drehmoment des auf die Welle angewendeten Antriebs in einer Richtung (durch Pfeil dargestellt) schrittweise erhöht wird, erhöht sich die Spannung des Bandes zwischen dem getriebenen Zahnrad 605 und dem nichtgetriebenen Zahnrad 606 in progressiver Weise, und die Feder 616 gibt nach und ermöglicht damit die Drehung des Zahnrades 605. Dieses dreht das abgeschnittene Teil 613 in bezug auf den Stift 610, bis dieser mit der Stirnfläche 614 in Eingriff ist, von dem der Stift 610 zuvor oinen Abstand aufwies. Wenn das erfolgt ist, wird der Drehantrieb der Welle 608 durch die „Sperrverbindung auf die Welle 601 angewendet, so daß die beiden Blockierungselemente 604 und 603 nun mit synchronen Geschwindigkeiten und in derselben Richtung angetrieben worden, um damit zu ermöglichen, daß sich der eingangsseitige Drehantrieb frei dreht.

Das Eingangsdrehmoment, das für die Bewegung des Eingangsantriebs erforderlich ist, wird durch Änderung der Kompression der Feder 616 eingestellt.

Neunte Ausführungsform

Die Figur 14 zeigt eine Ausführungsform der Erfindung, in der eine Leerlaufeinrichtung genutzt wird, um diese zu steuern. Der Mechanismus umfaßt ein Gehäuse 500 mit einer Eingangswelle 501 auf der einen Seite, welche bezüglich einer Ausgangswelle 502 auf der anderen Seite koaxial angeordnet ist. Die Welle 502 erstreckt sich bis zu einem Gehäuse 503, das im Inneren des umhüllenden Gehäuses angeordnet ist, und enthält ein Paar in Eingriff stehende Blockierungselemente 504,505 mit parallelen Achsen mit der oben beschriebenen Form unter Bezugnahme auf die Figuren 10 und 11.

Die Blockierungselemente 504,505 sind auf den entsprechenden Wellen 506,507 angeordnet, welche sich durch die Wand des Gehäuses 503 drehbar erstrecken, und halten auf ihren hervorstehenden Enden die Zahnräder 508,509. Diese Zahnräder weisen denselben Durchmesser auf.

Das Zahnrad 508 steht mit dem Zahnrad 510 mit demselben Durchmesser im Eingriff und wird von einer Welle 511 getragen, die in einem Lager in dem Gehäuse 503 angeordnet ist. Das Ende der Welle 511 ist durch eine Torsionseinrichtung, die bei 512 allgemein dargestellt ist, mit dem Innenende der Eingangswelle 501 verbunden.

Die Torsionseinrichtung 512 weist zwei entgegengesetzte Endauflageflächen 514, 520 auf, zwischen welchen sich eine bogenförmige Feder 513 erstreckt, die in Figur 14 A gezeigt ist. Eine der Endauf lager flächen 514 ist auf der Welle 511 angeordnet, und die andere Endauflagerfläche 520 ist auf der Welle 501 montiert.

Auf der Welle 501 ist ein Zahnrad 515 mit demselben Durchmesser wie derjenige der Zahnräder 508 und 510 drehbar angeordnet und weist einen Sägezahnvorsprung 517 auf, der sich an einer Seite erstreckt. Die Welle 501 hält einen Radialstift 518, weicher zu unterschiedlichen Positionen entlang eines Schlitzes 519 bewegbar ist, so daß er einen unterschiedlichen Teil der Neigungsfläche des Zahns 517 in Übereinstimmung mit dessen axialer Position im Schlitz 519 in Eingriff bringt.

Der Mechanismus der Figur 14 arbeitet wie folgt:

Es wird vorausgesetzt, daß die gegebene Belastung mit der Ausgangswelle 502 verbunden ist und ein progressiv zunehmendes Drehmoment auf die Eingangswelle 501 angewendet wird. Dieses Drehmoment versucht, die Feder 513 zusammenzudrücken.

Die Welle 511 kann sich nicht drehen, weil die beiden Zahnräder 508,510 nicht miteinander in Eingriff sind, und das Zahnrad 5^8 ist durch die Welle 506 mit dem Blockierungselement 504 verbunden. Dieses ist mit dem Blockierungselement 505 im Eingriff, welches zu diesem Zeitpunkt nicht angetrieben wird, da zwischen der Welle 501 und dem Zahnrad 515 keine Antriebsverbindung vorhanden ist.

Da sich das Eingangsdrehmoment auf der Welle 501 erhöht, wird die Feder 513 progressiv zusammengedrückt, und der Stift 518 bewegt sich zur Neigungsfläche des Zahns 517. Die Bewegungsgröße, die auftritt, bevor sie mit der Neigungsflächo im Eingriff ist, wird durch die axiale Position des Stifes 518 in dessen Schlitz 519 bestimmt.

Das Eingangsdrehmoment auf der Welle 501 erhöht sich zur richtigen Zeit auf den Wert, bei welchem die Feder 513 für den Stift 518 genügend zusammengedrückt wird, um mit der Neigungsfläche des Zahns 517 in Eingriff zu kommen. Wenn dies ei folgt, wird die Drehung der Welle 501 auf das Zahnrad 515 übertragen und damit auf das Zahnrad 509 und das Blockierungselement 505. Dadurch wird bewirkt, daß sich das Blockierungselemen! 505 im Gleichlauf mit dem Blockierungselement 504 dreht, so daß keine weitere Zunahme des Drehmoments gegenüber dem, das durch die Kompression der Feder 513 bestimmt ist, an die Ausgangswelle 502 abgegeben werden kann. Die Kompression der Feder wird durch den einstellbaren Leerlauf bestimmt, der eintritt, bevor der Stift 518 mit dem Sägezahn 517 im Eingriff ist, und damit ist das Drehmoment, das von dem Mechanismus abgegeben wird, eine Funktion der Stellung des Stifts 518 in dem Schlitz 519. Bis der Stift in die Neigungsfläche des Zahns 517 eingreift, wird der Eingangsantrieb von der Welle 501 durch die beiden Zahnräder 508 und 510 und die Welle 506 an das Gehäuse 503 und damit an die Ausgangswelle 502 übertragen.

Claims (23)

1. Steuermechanismus für einen Drehantrieb mit verschiedenen Arten des Betriebsablaufes einschließlich zwei Drehelementen, die mit Zähnen ausgerüstet sind, welche eine gemeinsame Eingriffszone bei Drehung der Elemente durchlaufen, wobei die Zähne auf den Elementen ausgebildet und angeordnet sind, um im Eingriff zu bleiben, während sie den Antrieb in wenigstens einer Richtung zwischen den beiden Elementen nicht übertragen können, dadurch gekennzeichnet, daß beide Elemente (c, 9; 13,17; 20, 26; 57, 58; 49,70; 432, 437; 132,137; 603, 604; 504,505) so verbunden sind, daß sie im Gleichlauf angetrieben werden, und daß Mittel (15,19; 27,28; 32; 170; 43,46; 456,553,455; 114,117; 615,616; 517, 518) vorgesehen sind, um den Arbeitsablauf des Mechanismus durch Verändern des Antriebs auf eines der Elemente mit Bezug auf das andere Element zu verändern.

2. Mechanismus nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Mittel (517, 518; 615,616) durch Verändern des relativen Phasenwinkels zwischen den synchronisierenden Antrieben der Elemente arbeitet.

3. Mechanismus nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Drehelemento eine erste Anordnung bilden, wobei die synchronisierenden Antriebe aus zwei Eingängen einer zweiten Anordnung von Zahnrädern (6,7; 18,100; 29,30; 60, 61; 44,44A, 45; 451,4·^, 450; 124,125,128; 605, 606, 607; 509, 515) mit demselben Geschwindigkeitsverhältnis wie die erste Anordnung erhalten werden, und daß die genannten Mittel zwischen drei Positionen betriebsfähig sind, in deren erster die Zähne des einen Zahnrades der zweiten Anordnung auf die Fußflankenflächen der Zähne eines zweiten Zahnrades der Anordnung drücken, in der zweiten Position des Mittels der Zähne der beiden Zahnräder in ihrer Eingriffszone nichtaneinanderliegend sind, und in der dritten Position des genannten Mittels die Zähne des genannten einen Zahnrades auf die Fußflankenflächen der Zähne des zweiton Zahnrades drücken, das demjenigen entgegengesetzt ist, in welches sie bohren, wenn sich das genannte Mittel in der ersten Position befand.

4. Mechanismus nach den Ansprüchen 1,2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Elemente beide mit Zähnen (432,438; 132,138; 603,604; 504, 505) ausgebildet sind, die um ihre entsprechenden Drehachsen schrägverzahnt sind, welche parallel oder im wesentlichen parallel zueinander angeordnet sind.

5. Mechanismus nach irgendeinem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Elemente in eine Flüssigkeit eingetaucht sind.

6. Mechanismus nach irgendeinem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Eingangsdrehantrieb (6A, 15,24,51,43,42,410,110,608,501) zwischen zwei Antriebswegen aufgeteilt ist, jeweils für den Antrieb der beiden Elemente mit synchroner Geschwindigkeit, und daß die genannten Mittel voreinstellbar sind, um den Punkt zu verändern, an dem der Wechsel der Betriebsart des Mechanismus erfolgt.

7. Mechanismus nach irgendeinem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Zähne der beiden Elemente so gestaltet sind, daß ein Eingriff mit Linienberührung (Figur 12) zwischen ihren Oberflächen vorgesehen ist, wenn sie in der Eingriffszone in berührenden Kontakt miteinander gebracht werden,

8. Mechanismus nach irgendeinem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das genannte Mittel (170,110,615,616,513,514,520) auf das Drehmoment anspricht, das von dem Drehantrieb ausgeübt wird.

9. Mechanismus nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das genannte Mittel eine Komponente (513,616,110,170) enthält, welche sich bei Reaktion auf eine Änderung des Drehmoments, das von einem angewendeten Antrieb ausgeübt wird, elastisch durchbiegt.

10. Mechanismus nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die genannte Komponente ein durch eine Federvorgespanntes Element (615) umfaßt, das mit einem Laufeines nichtdehnbaren und nichtrutschenden Antriebsbandes oder -kette (607) im Eingriff ist, das über zwei in einem Abstand voneinander angeordnete Zahnräder (605, 606) läuft, durch welche die synchronisierenden Antriebe jeweils auf die genannten Drehelemente (603, 604) angewendet werden.

11. Mechanismus nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorspannfeder (616), die auf das genannte Element angewendet wird, einstellbar ist, um die Spannung in dem Band-oder dem Kettenlauf, der im Eingriff ist, zu verändern.

12. Mechanismus nach irgendeinem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sich die genannten Drehelemente (603,604,504,505,137,132,437,432,49,70) in derselben Richtung drehen, wenn sie synchron angetrieben werden, und Zähne aufweisen, welche in derselben Richtung über den Drehachsen der Elemente schrägverzahnt sind.

13. Mechanismus nach irgendeinem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehelemente ein Übersetzungsverhältnis von 1:1 aufweisen.

14. Mechanismus nach den Ansprüchen 1,2 oder 3 oder einem der Ansprüche 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Elemente (3,9) durch eine Schneckentriebanordnung bestimmt sind.

15. Mechanismus nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Zähne der beiden Elemente (432,438; 49,70; 138,132; 603, 604; 505, 504) so gestaltet sind, daß sie nicht in der Lage sind, den Antrieb durch die Eingriffszone zwischen ihnen in beiden Richtungen des Eingangsantriebs zu übertragen.

16. Mechanismus nach irgendeinem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Mittel so arbeitet, daß sich der Druck in gesteuerter Weise erhöht, der zwischen den aneinanderliegenden Zänr.er, der beiden Elemente ausgeübt wird, so daß dann, wenn sie sich drehen, zwischen ihnen eine zunehmende Reibungswärmemenge erzeugt wird.

17. Zahnradmechanismus, der mit zwei Zahnradanordnungen ausgerüstet ist, die dasselbe Übersetzungsverhältnis sowie jeweils eine Eingangsseite und eine Ausgangsseite aufweisen, wobei eine Seite jeder Anordnung so verbunden ist, daß sie von einem Drehantrieb auf den Mechanismus angewendet wird, und die verbleibenden beiden Seiten derart miteinander verbunden sind, daß sie sich miteinander drehen; die erste Zahnradanordnung weist einseitige Antriebscharakteristiken (wie oben definiert) auf, und es sind Mittel vorgesehen, welche getrennt betriebsfähig sind, l m einen Leerlauf zwischen den beiden Anordnungen einzuführen, wodurch in einer Betriebsart des Mechanismus beide Zahnradanordnungen von einer äußeren Quelle angetrieben werden und sich gemeinsam drehen, und in einer zweiten Arbeitsweise des Mechanismus verhindert ein Leerlauf, daß eine Zahnradanordnung arbeitet, so daß der Mechanismus festklemmt und der von außen angewendete Antrieb behindert wird.

18. Mechanismus nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß das Leerlaufmittel ein Phasenverschiebungsmittel umfaßt.

19. Mechanismus nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß das Phasenverschiebungsmittel eine Einrichtung ist, die in einer Antriebsverbindung positioniert ist, die sich zwischen den genannten verbleibenden beiden Seiten der Zahnradanordnungen erstreckt.

20. Zahnradmechanismus, der mit zwei Zahnradanordnungen mit demselben Übersetzungsverhältnis ausgerüstet ist, wobei jede eine Eingangsseite und eine Ausgangsseite aufweist, und der Drehantrieb einer äußeren Quelle auf den Mechanismus angewendet wird und die verbleibenden beiden Seiten der Anordnungen so miteinander verbunden sind, daß sie sich übereinstimmend drehen; die erste Zahnradanordnuirj weist eine einseitige Antriebscharakteristik auf (wie oben definiert); die zweite Zahnradanordnung weist wenigstens irgendein Flankenspiel auf, und das die Betriebsart wechselnde Mittel ist zur Überwindung des Flankenspiels vorgesehen, wenn die Betriebsart des Mechanismus geändert werden muß.

21. Mechanismus nach irgendeinem der vorangegangenen Ansprüche 17 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Zahnradanordnungen ein Übersetzungsverhältnis zueinander von 1:1 aufweisen.

22. Mechanismus nach irgendeinem der vorangegangenen Ansprüche 17 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine der genannten Zahnradanordnungen ein Schneckentrieb ist.

23. Mechanismus nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Elemente Zähne aufweisen, welche in entgegengesetzten Richtungen schrägverzahnt sind und jeweils auf den Flächen von zwei axial parallelen zylindrischen Hüllkurven liegen, wobei sich die Elemente in der entgegengesetzten¹ Richtung übereinstimmend zueinander durch einen angewendeten Drehantrieb so drehen, daß sich dann, wenn die Elemente jeweils in entgegengesetzten Richtungen im Gleichlauf gedreht werden, ihre Zähne mit deselben Geschwindigkeit und in derselben Richtung durch die Eingriffszone zwischen den Elementen fortbewegen.

Hierzu 12 Seiten Zeichnungen