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Die Erfindung betrifft eine Getriebeeinheit für eine Greif-oder Spannvorrichtung, mit einer Eingangswelle und mit einer Ausgangswelle, wobei die Eingangswelle mit einem Antrieb koppelbar oder gekoppelt ist und wobei die Ausgangswelle mit einem verfahrbar angeordneten Backenelement, an dem ein Greif-oder Spannelement anordenbar ist oder das ein solchen Greif-oder Spannelement bildet, koppelbar oder gekoppelt ist. Das Backenelement kann dabei mit der Ausgangswelle so gekoppelt sein, dass es entlang einer geraden Linie verfahrbar ist oder um eine Achse verschwenkbar ist. Das wenigstens eine Greif-oder Spannelement wirkt im Betrieb gegen ein zu greifendes oder zu spannendes Bauteil.
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Getriebeeinheiten bzw. Greif- oder Spannvorrichtungen mit solchen Getriebeeinheiten sind aus dem Stand der Technik bekannt. Beispielsweise zeigt die
DE 10 2015 215 385 A1 eine Greifvorrichtung, welche mittels einem Elektromotor angetrieben wird, wobei zwischen dem Elektromotor und den Backenelementen ein Getriebe vorgesehen ist. Eine andere, ähnliche Greifvorrichtung ist aus der
DE 10 2014 220 110 A1 bekannt.
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Greif- oder Spannvorrichtungen mit einer Getriebeeinheit der eingangs genannten Art sollen zum einen eine hohe Leistungsdichte, d.h. eine hohe Greifkraft im Verhältnis zum Gesamtgewicht, sowie eine hohe Verfahrgeschwindigkeit der Backenelemente bzw. der Greif- oder Spannelemente zur Reduktion von Zykluszeiten aufweisen. Der Verfahrzyklus der Backenelemente lässt sich dabei grundsätzlich in zwei Phasen unterteilen: Zum einen eine erste Phase vom Bewegungsbeginn und bis zu dem Zeitpunkt vor dem Bauteilkontakt des Greif-oder Spannelements. In dieser Phase, die auch als Eilgang bezeichnet wird, sind hohe Verfahrgeschwindigkeiten bei geringer Kraft wünschenswert. Die Antriebskraft ist dabei lediglich zur Überwindung der im Antriebsstrang herrschenden Reib- und Trägheitskräfte erforderlich. Die zweite Phase tritt bei Bauteilkontakt bis Stillstand des Greif- oder Spannelements und damit des Backenelements aufgrund des Bauteilkontakts ein. Für das sichere Greifen und Spannen des jeweiligen Bauteils sind in der Regel hohe Greif- oder Spannkräfte erforderlich. Nach dem ersten Bauteilkontakt verfahren die Greif- oder Spannelemente so weit, bis sich ein Kräftegleichgewicht eingestellt hat. Die Nachgiebigkeit der Getriebekomponenten, der Greif- oder Spannelemente sowie des gegriffenen oder gespannten Bauteils ergeben einen, wenn auch vergleichsweise geringen, Nachlauf des Antriebs bzw. der Eingangswelle.
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Aus der
DE 10 2016 114 605 A1 ist es bekannt, bei Greif-oder Spannvorrichtungen ein Getriebe vorzusehen, welches einen Nocken und wenigstens eine mit dem Nocken zusammenwirkende Kulisse aufweist, wobei die Kulisse einen Eilhubabschnitt und einen Krafthubabschnitt aufweist. Dadurch kann ein Eilgang und ein Kraftgang realisiert werden. Eine derartige Anordnung hat allerdings den Nachteil, dass der Übergang von Eilgang zu Kraftgang aufgrund der Kulisse vorgegeben ist. Werden unterschiedlich große Bauteile gegriffen, so ist nicht gewährleistet, dass beim Kontakt mit dem Bauteil in den Kraftgang geschalten wird.
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Wünschenswert wäre eine Getriebeeinheit, bei der das Umschalten zwischen Eingang und Kraftgang dann erfolgt, wenn das jeweilige Backenelement, bzw. die Greif- oder Spannelemente, in Berührkontakt mit dem zu greifenden oder zu spannenden Bauteil kommen. Dabei stell sich das Problem, dass je nach Dimension des zu greifenden Bauteils der Übergang von Eilgang zu Kraftgang, und damit der Schaltpunkt nicht bekannt ist. Ferner ist zu berücksichtigen, dass ein Schaltvorgang, welcher aufgrund der hohen Geschwindigkeit der Bewegung der Backenelemente innerhalb weniger Millisekunden erfolgen müsste.
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Aus der
DE 44 43 195 A1 ist eine Antriebseinrichtung für die Steuerung der Schließ- und Öffnungsbewegung eines Formen-Schließsystems einer Blasformmaschine mit Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 bekannt, die in einem Eilgang und in einem Lastgang betreibbar ist und bei der die Umschaltung zwischen Lastgang und Eilgang mittels Reibkupplungen realisiert ist, und Merkmale des Oberbegriffs des Anspruchs 1 aufweist. Aus der
US 7 220 205 B2 und der
DE 10 2009 018 356 A1 ähnliche Vorrichtungen bekannt.
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Getriebeeinheit für eine Greif- oder Spannvorrichtung sowie eine Greif- oder Spannvorrichtung bereitzustellen, mit der ein Eilgang und ein Kraftgang auf einfache und dennoch funktionssichere Art und Weise realisiert werden kann.
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Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Getriebeeinheit mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1. Folglich ist vorgesehen, dass zwischen der Eingangswelle und der Ausgangswelle ein Planetengetriebe mit einem Hohlrad, einem Sonnenrad und mit zwischen dem Hohlrad und dem Sonnenrad über einen Planetenträger miteinander verbundene Planetenräder vorgesehen sind, wobei das Sonnenrad mit der Eingangswelle und der Planetenträger mit der Ausgangswelle gekoppelt ist. Das Planetengetriebe ist dabei derart eingerichtet, dass in einem Eilgang sich das Hohlrad synchron zum Sonnenrad bewegt. Idealerweise finden dabei dann keine Relativbewegungen zwischen dem Sonnenrad und den Planeten und zwischen den Planeten und dem Hohlrad statt; das Planetengetriebe ist folglich blockiert bzw. auf Block geschalten und weist die Übersetzung 1:1 keine Kraftverstärkung auf. Das Planetengetriebe ist ferner derart eingerichtet, dass in einem Kraftgang das Sonnenrad und die Planeten sich relativ zueinander bewegen. Im Kraftgang erfolgt folglich eine Kraftverstärkung des mit der Ausgangswelle übertragbaren Drehmoments aufgrund der vom Planetengetriebe erzeugte Übersetzung.
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Durch eine derartige Getriebeeinheit kann folglich erreicht werden, dass zunächst im Eilgang das Planetengetriebe blockiert ist, wodurch eine 1:1-Übersetzung realisiert werden kann. Durch Umschalten der Getriebeeinheit beim Auftreffen der Greif- oder Spannelemente auf das zu greifende oder spannende Bauteil kann in einem Kraftgang geschalten werden, in welchem das Planetengetriebe zum Einsatz kommt, wodurch eine entsprechende Kraftverstärkung des mit der Ausgangswelle übertragbaren Drehmoments eintritt.
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Um ein synchrones Bewegen des Hohlrads mit dem Sonnenrad im Eilgang zu erreichen, ist vorgesehen, dass im Eilgang der Planetenträger mit dem Sonnenrad über einen Mitnehmer drehgekoppelt ist. Der Mitnehmer blockiert folglich im Eilgang eine Drehbewegung des Planetenträgers gegenüber dem Sonnenrad, wodurch das gesamte Planetengetriebe blockiert wird und sich eine Übersetzung zwischen Eingangswelle und Ausgangswelle von 1:1 ergibt.
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Dabei ist vorteilhaft, wenn der Mitnehmer derart elastisch nachgiebig ausgebildet ist, dass im Eilgang bei Überschreiten eines an der Eingangswelle wirkenden Grenzdrehmoments eine Relativbewegung zwischen dem Planetenträger und dem Sonnenrad stattfindet, wodurch eine Umschaltung in den Kraftgang bewirkt wird. Durch Vorsehen eines derart elastisch nachgiebigen Mitnehmers kann im Eilgang, also ohne dass höhere Kräfte auf das Greif- oder Spannelement wirken, ein Blockieren des Planetengetriebes erreicht werden. Dann, wenn das Greif- oder Spannelement auf ein Bauteil auftrifft, findet eine Erhöhung des Drehmoments an der Eingangswelle statt, wodurch es zu der elastischen Verformung des Mitnehmers kommt. Aufgrund der elastischen Verformung des Mitnehmers findet eine Relativbewegung zwischen dem Planetenträger und dem Sonnenrad statt, wodurch das Planetengetriebe seine Wirkung entfaltet. Das Planetengetriebe stellt folglich automatisch im Kraftgang eine Kraftverstärkung zur Verfügung, also in der zweiten Bewegungsphase nach dem Auftreffen des Greif- oder Spannelements auf das Bauteil bis zum Ende des Nachlaufs des Getriebes, also bis zum Stillstand der Eingangswelle. Insgesamt wird dadurch ein selbsttätiges Umschalten zwischen Eilgang und Kraftgang bei Überschreiten des Grenzdrehmoments infolge des Auftreffens des Greif- oder Spannelements auf das zu greifende oder zu spannende Bauteil erzielt. Die Kraftverstärkung des mit der Ausgangswelle übertragbaren Drehmoments und damit die Höhe der Greif- oder Spannkraft hängt dabei von der Übersetzung des Planetengetriebes ab.
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Der Mitnehmer ist so ausgebildet, dass bei Überschreiten des Grenzdrehmoments sich das Sonnenrad gegenüber den Planeten im Bereich von 0,2° bis 10° und vorzugsweise im Bereich von 1° bis 5° dreht. Dieser Bereich ergibt sich aus der Nachgiebigkeit der Komponenten des Planetengetriebes in der zweiten Phase, also bis die Eingangswelle nach dem Auftreffen des jeweiligen Greif- oder Spannelements auf das zu greifende Bauteil zum Stillstand kommt.
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Der Mitnehmer kann zudem oder alternativ dazu als wenigstens ein am Sonnenrad bzw. am Planetenträger vorgesehener, einen Anschlag oder eine Ausnehmung bildender Elastomerblock ausgebildet sein. Die Ausbildung kann ferner derart sein, dass am Planetenträger bzw. am Sonnenrad wenigstens ein mit dem Anschlag zusammenwirkender oder in die Ausnehmung eingreifender Vorsprung vorgesehen ist. Das Material des Mitnehmers ist dabei so gewählt, dass bei Überschreiten des Grenzdrehmoments eine Relativbewegung zwischen dem Planetenträger und dem Sonnenrad stattfindet. Der Mitnehmer kann dabei vorzugsweise durch mehrere Ringsegmente mit zwischen den Ringsegmenten liegenden Anschlägen oder Ausnehmungen gebildet sein. Dabei sind vorzugsweise mehrere Vorsprünge vorgesehen, die in die Ausnehmungen eingreifen. Anstelle des Vorsehens eines Elastomerblocks können auch andere Federelemente, beispielsweise Schrauben- oder Spiralfedern vorgesehen sein, die eine entsprechende Wirkung erzielen.
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Um ein Rückdrehen des Hohlrads beim Umschalten in den Kraftgang zu verhindern, ist vorteilhaft, wenn eine Sperrvorrichtung vorgesehen ist, die ein derartiges Rückdrehen verhindert. Das Hohlrad weist folglich einen Freilauf in die Drehrichtung des Sonnenrads auf und ist entgegen der Drehrichtung des Sonnenrads gesperrt. Die Sperreinrichtung kann insbesondere als Sperrklinke, als Sperrhebel, als Reibsperre, als Klemmrolle, als Klemmkörper, als Klauenring, als Schlingfeder oder dergleichen ausgebildet sein.
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Vorteilhafterweise ist die Sperreinrichtung als schaltbare Sperreinrichtung ausgebildet mit einer ersten Sperrstellung zur Sperrung des Hohlrads in die eine Drehrichtung, mit einer zweiten Sperrstellung zur Sperrung des Hohlrads in die andere Drehrichtung und/oder mit einer Entsperrstellung, die einen Freilauf in beide Drehrichtungen ermöglicht. Die schaltbare Sperrrichtung hat den Vorteil, dass bei Umkehrung der Drehrichtung der Ausgangswelle, also bei Umkehrung der Bewegungsrichtung des Greif- oder Spannelements, die Sperrung des Hohlrads freigegeben werden kann, um ein Rückbewegen des Greif- oder Spannelements zu ermöglichen. Beim Greifvorgang kann zudem dann mit ein und derselben Getriebeeinheit dann ein Innengreifen, bei dem die Sperreinrichtung die erste Sperrstellung einnimmt, und ein Außengreifen, bei dem die Sperreinrichtung die zweite Sperrstellung einnimmt, ermöglicht werden. Ein Rückdrehen der Ausgangswelle erfolgt dann vorzugsweise in der Entsperrstellung.
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Die eingangs genannte Aufgabe wird auch gelöst durch eine Greif- oder Spannvorrichtung mit einem Antrieb, mit wenigstens einem verfahrbar angeordneten Backenelement und mit wenigstens einer zwischen dem Antrieb und dem Backenelement vorgesehenen erfindungsgemäßen Getriebeeinheit. Der Antrieb treibt die Eingangswelle des Getriebes an. Das Backenelement ist mit der Ausgangswelle gekoppelt. Die Greif- oder Spanneinrichtung weist vorzugsweise zwei aufeinander zu und voneinander weg verfahrbare Backenelemente oder drei zentrisch aufeinander zu und zentrisch voneinander weg verfahrbare Backenelemente auf.
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Dabei kann vorgesehen sein, dass die Greif- oder Spannvorrichtung ein Grundgehäuse, in dem das verfahrbar angeordnete Backenelement vorgesehen ist und ein Ansatzgehäuse, in dem der Antrieb und die Getriebeeinheit vorgesehen sind, aufweist. Hierdurch ergibt sich ein modularer Aufbau, wobei am Grundgehäuse unterschiedliche Ansatzgehäuse mit unterschiedlichen Funktionsmechanismen angeordnet werden können.
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Weitere Einzelheiten der Erfindung sowie vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind der nachfolgenden Beschreibung zu entnehmen, anhand derer ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher beschrieben und erläutert ist.
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Es zeigen:
- 1 eine perspektivische Ansicht einer Greifvorrichtung;
- 2 eine Draufsicht auf die Greifvorrichtung gemäß 1;
- 3 einen Schnitt durch die Greifvorrichtung gemäß 2 entlang der Linie III;
- 4 eine perspektivische Ansicht der Greifvorrichtung gemäß 3 mit einem Schnitt entlang der Linie IV in 2;
- 5 das in den 3 und 4 gezeigte Planetengetriebe in Explosionsdarstellung;
- 6 das Hohlrad und die mit dem Hohlrad zusammenwirkenden Planeten des Planetengetriebes gemäß 5;
- 7 das Hohlrad und das Sonnenrad sowie die damit zusammenwirkenden Planeten des Planetengetriebes gemäß 5;
- 8 die in den 3 und 4 gezeigte Sperreinrichtung in Einzelteildarstellung;
- 9 die Sperreinrichtung gemäß 8 in Explosionszeichnung;
- 10 einen vergrößerten Ausschnitt der Sperreinrichtung gemäß 8;
- 11 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Getriebeeinheit im Eilgang; und
- 12 die schematische Darstellung gemäß 11 im Kraftgang.
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In den 1 bis 4 ist eine Greifvorrichtung 10 mit einem Grundgehäuse 12 gezeigt, in dem ein Antrieb zum Antreiben von zwei aufeinander zu und voneinander weg bewegbaren Backenelementen 16 vorgesehen ist. Der Antrieb umfasst zwei Arbeitskolben 14, in denen jeweils zwei Arbeitszylinder 15 verfahrbar angeordnet sind. Die Arbeitszylinder 15 sind dabei mit den Backenelementen 16 bewegungsgekoppelt. An den Backenelementen 16 können Greif- oder Spannelement, insbesondere Greiffinger, angeordnet werden. Bei einer anderen Ausführungsform können die Backenelemente 16 die Greif- oder Spannelemente bilden, so wie es in 11 und 12 angedeutet ist.
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Das Grundgehäuse 12 weist zur Führung der Backenelemente 16 Vielzahnführungen 18 auf. Im mittleren Bereich zwischen den Backenelementen 16 ist eine Abdeckplatte 20 am Grundgehäuse 12 befestigt. Die beiden Arbeitskolben 14 sind dabei entlang den Achsen 22 parallel zueinander verfahrbar. Die Arbeitskolben 14 umfassen ferner jeweils eine Arbeitskolbenstange 24, an der jeweils eine Linearverzahnung 23 vorgesehen ist. Zwischen den beiden Linearverzahnungen 23 ist ein Koppelglied 30 vorgesehen, das ein Ritzel 32 vorsieht, welches die beiden Linearverzahnungen 23 kämmt.
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Das Koppelglied 30 ist um eine Drehachse 34 drehbar angeordnet und wird von den Arbeitskolben 14 drehangetrieben.
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Wie insbesondere aus den 3 und 4 deutlich wird, sind an den Backenelementen 16 jeweils ein Zahnstangenabschnitt 36 vorgesehen, wobei die beiden Zahnstangenabschnitte 36 ein zwischen den Zahnstangenabschnitten 36 vorgesehenes Antriebsglied 38, welches eine umlaufende Verzahnung aufweist, kämmen. Das Antriebsglied 38 ist dabei mit dem Koppelglied 30 über eine Getriebeeinheit 40 bewegungsgekoppelt.
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Die Greifvorrichtung 10 ist weiter so ausgebildet, dass im Grundgehäuse 12 die Backenelemente 16 verfahrbar angeordnet sind, und dass ein Ansatzgehäuse 109 vorgesehen ist, in dem der Antrieb und die Getriebeeinheit 40 vorgesehen sind.
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Die Getriebeeinheit 40 umfasst, wie insbesondere aus 3 deutlich wird, eine Eingangswelle 42, die mit dem über die Arbeitskolben 14 antreibbaren Koppelglied 30 drehgekoppelt ist. Die Getriebeeinheit 40 umfasst ferner eine Ausgangswelle 44, die mit dem Antriebsglied 38 drehgekoppelt ist. Zwischen der Eingangswelle 42 und der Ausgangswelle 44 ist ein Planetengetriebe 46 vorgesehen, dessen einzelne Bauteile in den 5 bis 10 gezeigt sind. Das Planetengetriebe 46 ist in einem Getriebegehäuse 41 der Getriebeeinheit 40 untergebracht.
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Wie aus 5 deutlich wird, ist die Eingangswelle 42 einstückig, und damit drehfest mit einem Sonnenrad 48 ausgebildet. Das Sonnenrad 48 ist konzentrisch zu einem Hohlrad 50 angeordnet, wobei zwischen dem Sonnenrad 48 und dem Hohlrad 50 insgesamt vier Planetenräder 52 angeordnet sind. Die Planetenräder 52 sind, wie aus 5 und 6 deutlich wird, an einem Planetenträger 54 drehbar angeordnet, wobei der Planetenträger 54 einstückig und damit drehfest drehgekoppelt mit der Ausgangswelle 44 ausgebildet ist. Das Hohlrad 50 weist eine Innenverzahnung 51 auf. Das Sonnenrad 48 weist eine Außenverzahnung 49 auf. Die Planetenräder 52 weisen jeweils eine Außenverzahnung 53 auf, die im montierten Zustand zum einen die Innenverzahnung 51 des Hohlrads 50 und zum anderen die Außenverzahnung 49 des Sonnenrads 48 kämmen.
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Das Getriebegehäuse 41 weist eine im Wesentlichen zylindrische Ausnehmung 47 auf, die in 5 deutlich zu erkennen ist. In der Ausnehmung 47 ist das Hohlrad 50 über einen Drehlagerring 55 drehbar gelagert. Am Boden der Ausnehmung 47 ist ein Wellendom 80 vorgesehen, der ein Lager 86 zur Lagerung der Eingangswelle 42 aufnimmt.
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Wie insbesondere aus 7 deutlich wird, ist am Sonnenrad 48 ein Mitnehmer 56 in Form von vier Elastomerblöcken 58 vorgesehen, die einen im Wesentlichen ringsegmentartigen Querschnitt aufweisen. Der Mitnehmer 56, bzw. die Elastomerblöcke 58, sind dabei in einem Raum zwischen einem Wellenzapfen 60 des Sonnenrads 48 und der Innenseite eines die Verzahnung 49 des Sonnenrads 48 aufweisenden Rads 62 angeordnet. Im montierten Zustand des Planetengetriebes 46 ist das freie Ende des Wellenzapfens 60 in einer Wellenaufnahme 64 des Planetenträgers 54 angeordnet. Wie insbesondere aus 6 und 7 deutlich wird, ist jeweils zwischen zwei Elastomerblöcken 58 eine Ausnehmung 68 vorgesehen. Wie aus 6 deutlich wird, greifen im montierten Zustand am Planetenträger 54 vorgesehene Vorsprünge 70, die stegartig ausgebildet sind und sich in radialer Richtung erstrecken, in die Ausnehmungen 68.
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Durch Vorsehen des Mitnehmers 56, bzw. durch Vorsehen der Elastomerblöcke 58 und den damit zusammenwirkenden Vorsprüngen 70, kann eine Drehkopplung zwischen dem Planetenträger 54 und dem Sonnenrad 48 erreicht werden, solange an den Wellen 42 und 44 kein Grenzdrehmoment anliegt, welches zu einer elastischen Verformung des Mitnehmers 56 führt. Die elastische Nachgiebigkeit des Mitnehmers 56 ist dabei derart ausgebildet, dass in einem Eilgang, also dann, wenn die Backenelemente 16 bzw. an den Backenelementen 16 angeordnete Greifelemente, nicht gegen ein zu greifendes Bauteil wirken, der Mitnehmer 56 sich nicht elastisch verformt. In diesem Eilgang wird aufgrund des Vorsehens des elastischen Mitnehmers 56 das Planetengetriebe 46 blockiert; das Übersetzungsverhältnis von der Eingangswelle 42 zur Ausgangswelle 44 ist damit 1:1. Im Eilgang geht folglich der Kraftfluss von der Eingangswelle 42 über den Mitnehmer 56 direkt in den Planetenträger 54 und damit in die Ausgangswelle 44.
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In dem Zeitpunkt, in dem die Backenelemente 16, bzw. daran angeordnete Greif- oder Spannelemente in Kontakt mit dem zu greifenden Bauteil gelangen, erhöht sich das Drehmoment zwischen der Ausgangswelle 44 und dem Sonnenrad 48. Bei Überschreiten eines Grenzdrehmoments wird die Ausgangswelle 44 abgebremst und es kommt zur elastischen Verformung des Mitnehmers 56, wodurch es zu einer Relativbewegung zwischen dem Planetenträger 54 und dem Sonnenrad 48, und damit zu einer Relativbewegung zwischen dem Sonnenrad 48 und dem Hohlrad 50 kommt. Die Planetenräder 52 laufen dann am Sonnenrad 48 und am Hohlrad 50 ab. Bei Überschreiten des Grenzdrehmoments kommt folglich das Planetengetriebe 46 zum Tragen; die Getriebeeinheit 40 schaltet selbsttätig in den Kraftgang, wodurch es zu einer Kraftverstärkung an der Ausgangswelle 44 kommt. Aufgrund der Nachgiebigkeit der Getriebekomponenten und ggf. auch des Werkstücks ergibt sich ein Nachlaufweg der Eingangswelle 42, innerhalb dessen die Kraftverstärkung erfolgt.
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Um bei Umschalten der Getriebeeinheit 40 vom Eilgang in den Kraftgang ein Rückdrehen des Hohlrades 50 zu vermeiden, um dadurch eine sichere Funktion des Planetengetriebes 46 zu erreichen, ist eine in den 8 bis 10 gezeigte Sperreinrichtung 72 vorgesehen. Wie aus 9 deutlich wird, umfasst die Sperreinrichtung 72 zwei gehäuseseitig drehfest angeordnete Sperrringe 74 sowie einen Umschaltring 78. Die Sperrringe 74 werden im montierten Zustand auf den Wellendom 80, wie er in 5 gezeigt ist, aufgesteckt. Die Sperrringe 74 weisen eine Abflachung 82 auf, die im montierten Zustand an einer am Wellendom 80 vorgesehenen Abflachung 84 zur Drehsicherung der Sperrringe 74 anliegen.
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Im montierten Zustand befindet sich der Umschaltring 78 zwischen den beiden Schaltringen 74. Der Umschaltring 78 ist über einen sich parallel zur Drehachse 34 verlaufenden Schaltbolzen 88 und einen Schiebehebel 90 zwischen einer ersten Sperrstellung, einer zweiten Sperrstellung und einer zwischen den Sperrstellungen liegenden Entsperrstellung verlagerbar. Der Schiebehebel 90 weist an seinem freien Ende einen Kolbenabschnitt 92 auf, der im montierten Zustand einen Druckraum begrenzt, über welchen der Schiebehebel 90 letztlich in die Schiebestellungen in Richtung des Doppelpfeils 94 verlagerbar ist. Das Betätigen des Schiebehebels 90 führt zu einer Rotation des Umschaltrings 78 in die jeweilige Schaltstellung.
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Im montierten Zustand werden die Sperrringe 74 und der Umschaltring 78 vom Hohlrad 50 aufgenommen. Das Hohlrad 50 weist dazu, wie aus 9 deutlich wird, einen zahnlosen Innenabschnitt 96 auf. Im montierten Zustand sind zwischen den Sperrringen 74 und dem Innenabschnitt 96 Sperrrollen 98 vorgesehen, wobei 10 einen Ausschnitt mit einer solchen Sperrrolle 98 zeigt. Wie insbesondere aus 10 deutlich wird, weisen die Sperrringe 74 für jede Sperrrolle 98 eine Ausnehmung 100 sowie ein Federelement 102 auf. Die jeweiligen Federelemente 102 drücken die zugehörigen Sperrrollen 98 nach radial außen gegen den Innenabschnitt 96. Die Ausnehmungen 100 schließen dabei jeweils mit dem Innenabschnitt 96 einen Klemmwinkel 104 ein, so dass ein Freilauf des Hohlrads 50 in die eine Drehrichtung 106 gegeben ist und in die andere Drehrichtung 108 gesperrt ist. Insofern wird folglich ein Freilauf des Hohlrads in die eine Drehrichtung 106, wie es in 10 dargestellt ist, realisiert. Um einen Freilauf zu ermöglichen, können die Sperrrollen 98 mittels des Umschaltrings 78 in eine neutrale Mittenposition gebracht werden. Damit ist ein Freilauf in beide Drehrichtungen 106 und 108 möglich. Mit dem Umschaltring 78 können die Umlenkrollen weiter in die zweite Sperrstellung gebracht werden, wo ein Freilauf in die Drehrichtung 108 möglich ist und ein Verdrehen des Hohlrades 50 in die Drehrichtung 106 gesperrt ist. Dadurch, dass bei dem einen Sperrring 74 die Klemmwinkel 104 auf der dem Klemmwinkel 104 des anderen Sperrrings 74 gegenüberliegenden Seite vorgesehen sind, kann durch Verdrehen des Umschaltrings 78, also durch Umschalten der Sperreinrichtung 72, die Freilaufrichtung umgekehrt werden.
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Durch Schalten der Sperreinrichtung 72 in die entsprechende Schaltstellung kann vor dem Greifvorgang gewährleistet werden, dass beim Übergang in den Kraftgang ein Rückdrehen des Hohlrads 50 in eine der Drehrichtung der Eingangswelle, und damit des Sonnenrads 48, entgegengesetzte Drehrichtung unterbunden wird. Beim Freigeben des gegriffenen Bauteils, also beim Verfahren der Backenelemente 16 in die der Greifrichtung entgegengesetzte Richtung, kann die Sperreinrichtung 72 in die Entsperrstellung geschalten werden.
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In den 11 und 12 ist die Wirkfunktion der beschriebenen Getriebeeinheit 40 schematisch gezeigt, wobei der 1 bis 10 entsprechende Bauteile mit entsprechenden Bezugszeichen gekennzeichnet sind. In der 11 ist der Eilgang dargestellt; die Eingangswelle 42 ist mit dem Sonnenrad 48 über den Mitnehmer 56 drehgekoppelt. Die Übersetzung zwischen Eingangswelle 42 und Ausgangswelle 44 ist 1:1. Das Hohlrad 50 ist zumindest in die Drehrichtung der Eingangswelle 42, und damit der Drehrichtung der Ausgangswelle 44, freilaufend; die Sperreinrichtung 72 sperrt folglich das Hohlrad in diese Drehrichtung nicht.
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In der 12 treffen die Greiffinger bildenden Backenelemente 16 auf ein zu greifendes Bauteil 110, so dass sich die Getriebeeinheit 40 im Eilgang befindet, in dem der Mitnehmer 56 aufgrund des Überschreitens des Grenzdrehmoments nicht mehr mit der Eingangswelle 42 bzw. dem Sonnenrad 48 drehfest gekoppelt ist. Folglich treibt das Sonnenrad 48 die Planetenräder 52 an, wodurch der Planetenträger 54 sich relativ zur Eingangswelle 42 bewegt, wodurch die Eingangswelle 42 die Ausgangswelle 44 mit dem Übersetzungsverhältnis des Planetengetriebes 46 antreibt. Um ein Rückdrehen des Sonnenrads 48 entgegen der Drehrichtung der Eingangswelle zu unterbinden, ist die Sperreinrichtung 72 so geschalten, dass ein Freilauf des Hohlrads 50 nur in Drehrichtung der Eingangswelle 42 möglich ist.
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Ein Umschalten vom Eilgang, wie in 11 gezeigt ist, in den Kraftgang, wie er in 12 gezeigt ist, erfolgt, wie beschrieben, selbsttätig bei Überschreiten des Grenzdrehmoments, wenn die Backenelemente 16, die in den 11 und 12 die Greif- oder Spannelemente bilden, gegen das zu greifende Bauteil 110 beaufschlagt werden.
