DE1750480C3

DE1750480C3 - Vorrichtung zum Abbremsen einer sich drehenden Welle mit einem feststehenden Gehäuse, in dem die abzubremsende Welle gelagert ist

Info

Publication number: DE1750480C3
Application number: DE19681750480
Authority: DE
Inventors: Haruo Tokio Yoshihara
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1968-05-07
Filing date: 1968-05-07
Publication date: 1978-11-16
Also published as: DE1750480B2; DE1750480A1

Description

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Bei konventionellen Brerhsihechanismen wird die Drehung einer Welle oder eines anderen drehenden Teiles durch Reibungsangriff einer mit einer solchen Welle oder einem solchen drehenden Teil in Reibungsangriff stehenden Oberfläche abgebremst. Deshalb erzeugen die bekannten Bremsen Wärme und sind einem erheblichen Verschleiß ausgesetzt.

Zu diesem Zweck sind die Reibungsbremsen mit leicht auswechselbaren Bremsbelägen versehen worden (DE-Gbm 1687032), wobei jedoch der Nachteil auftritt, daß ein solcher Bremsbelag oft durch einen neuen ersetzt werden muß, wenn die Bremsen über einen langen Zeitraum hinweg wiederholt betätigt werden. Aus diesem Grunde ist, wie billig und auswechselbar ein solcher Bremsbelag auch sein mag, der häufige Ersatz des Bremsbelages nicht nur lästig, sondern such kostspielig.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Bremsvorrichtung zu schaffen, die die bei den bekannten Reibungsbremsen auftretenden Nachteile vermeidet und die ein Abbremsen eines rotierenden Maschinenteils ohne Verwendung von speziellen Reibscheiben allein durch das Aufbringen eines Rückstellmomentes auf das abzubremsende Teil ermöglicht.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch folgende Maßnahmen gelöst:

a) die abzubremsende Welle wird endseitig mit einem koaxialen zylindrischen Block fest verbunden, der in einem im feststehenden Gehäuse drehbar gelagerten Gehäuse seinerseits drehbar gelagert ist und mit einem Zahnkranz mit einer Innenverzahnung fest verbunden ist,

b) im Block wird eine Welle drehbar gelagert, deren Achse die Drehachse der abzubremsenden Welle untereinem Winkel schneidet und die mit ihrem aus-dem Block herausragenden Ende mit-einem kegelverzahnten Taumelrad fest verbunden ist, welches in Betrieb wiederum in Eingriff mit einem am Gehäuse befestigten Zahnrad mit entsprechender Kegelverzahnung steht,

c) das Taumelrad wird mit dem Innenring eines Wälzlagers fest verbunden, dessen Außenring seinerseits über Blöcke mit dem drehbaren Gehäuse fest verbunden wird und

d) im drehbaren Gehäuse wird eine Innenverzahnung angebracht, die axial neben der Innenverzahnung des Zahnrades liegt, wobei in beiden Verzahnungen je eines von zwei axial nebeneinander und frei gegeneinander drehbar auf einem Bolzen gelagerte Planetenräder abrollen, die wiederum mit den Verzahnungen zweier Sonnenräder kämmen wobei

e) das Sonnenrad fest mit dem Gehäuse verbunden wird, während das andere Sonnenrad drehbar angeordnet ist und über eine Verzahnung mit einem von Hand zu betätigenden Ritzel in Verbindung steht.

Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist das Ritzel als mit einem federbelasteten Betätigungshebel in fester Verbindung stehender Zahnradsektor ausgebildet.

Durch die Erfindung entsteht der Vorteil, daß in der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Abbremsen einer sich drehenden Welle kaum Reibungswärme erzeugt wird, die Verschleiß verursacht und es ist nicht erforderlich, die bekannten Bremsbeläge zu verwenden. Die Wärme, in die die auftretende Energie bei der erfindungsgemäßen Bremsvorrichtung umgesetzt wird, ist vernachlässigbar gering und für die die Vorrichtung bildenden Teile völlig unschädlich. Das erfindungsgemäße Bremsen wird durch Anwendung eines Rückstellmomentes auf eine Welle öder ein anderes rotierendes Element bewirkt und nicht etwa durch einen Reibungseingriff zwischen dufCh Reibung steuernden und rotierenden, abzubremsenden Mitteln.

Wenn auch die Herstellung der erfindungsgemäßen Bremseinrichtung im Vergleich zu Bremseinrichtungen mit auszuwechselnden Bremsbelägen teuer ist, darf nicht verkannt werden, daß die erfindungsge-

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mäße Vorrichtung zum Abbremsen auf lange Sicht für den Verbraucher billiger als die bisher üblichen Bremsen ist. Darüber hinaus wird die vernachlässigbar geringe Wärme, in die die aufzuwendende Energie umgesetzt wird, über alle TeSe der Bremse verteilt gleichmäßig abgeführt und nicht auf ein spezifisches Teil oder eine örtlich begrenzte Zone der Vorrichtung.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 prinzipielle Gestaltung der Vorrichtung zum Abbremsen einer Welle,

Fig. 2 schematische Beziehungen, die unter den einzelnen Bestandteilen der Vorrichtimg vorhanden sind,

Fig. 3 einen Schnitt durch die Vorrichtung, und zwar nach der linie 3-3 aus Fig. 2,

Fig. 4 einen Schnitt durch die Vorrichtung, und zwar nach der Linie 4-4 aus Fig. 2,

Fig. S nacheinanderfolgende Lagen, weiche die undrehbare Welle mit einem inneren Ring einnimmt, während sie sieb auf einer Kegelfläche bewegt,

Fig. 6 einen Längsschnitt durch die Bremseinrichtung,

Fig. 7 einen teilweise im Aufriß dargestellten Längsschnitt der Vorrichtung aus Fig. 6 in einer Ebene, die rechtwinklig zum Schnitt in Fi g. 6 verläuft,

Fig. 8 eine Querschnittsansicht im allgemeinen nach der Linie 8-8 in Fig. 6, und

Fig. 9 eine Querschnittsansicht im allgemeinen nach der linie 9-9 in Fig. 6.

In den Fig. 1 bis 9 werden gleiche oder sich entsprechende Bestandteile der Einrichtung mit denselben Bezugsziffern bezeichnet. In den Zeichnungen ist die abzubremsende Welle U innerhalb eines Lagers 11a in einem Gehäuse 20 gelagert und weist einen an ihr befestigten zylindrischen Block 12 auf. Im zylindrischen Block 12 ist eine zweite Welle 13 gelagert, welche die Achse der abzubremsenden Welle 11 und des Blockes 12 schneidet. Die Welle 13 besitzt ein daran ausgebildetes Kegelrad 18 und einen an diesem Rad 18 befestigten, auf Kugeln gelagerten Innenring 14, der in einer rechtwinklig zur Achse der Welle 13 verlaufenden Ebene liegt, wobei diese Ebene die Achse der Welle 11 an dem Punkt schneidet, wo diese Achse von der Achse der Welle 11 und des Blockes 12 geschnitten wird.

Ein dieselbe Zähnezahl wie das Kegelrad 18 ,aufweisendes Kegelrad 19 steht im Eingriff mit letzterem und ist koaxial zur Welle 11 im Gehäuse 20 undrehbar befestigt. Beim Drehen der Welle 11 und des Blockes 12 beschreibt die Achse der Welle 13 eine konische Bahn, aber durch den Eingriff des Taumelrades 18 mit dem ortsfesten Zahnrad 19 wird ein Drehen der Welle 13 im Block 12 verhindert.

Ein Gehäuse 15 ist durch Wälzlager 15a und 156 zum koaxialen Drehen mit der Welle 11 gelagert und weist einen daran befestigten, mit Innenverzahnung 22a versehenes Zahnrad 21 auf. Ein Außenring 16 ist durch Blöcke 36 gemäß Fig. 7 mit Bezug auf das

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55 Gehäuse 15 fixiert, Kugeln 17 verbinden den inneren Kugellagerring 14 und den äußeren Kugellagerring 16, so daß sie stets in der gleichen Ebene liegen, obgleich sie mit Bezug aufeinander frei drehbar angeordnet sind.

Der mit Innenverzahnung 21a versehene Zahnkranz 21, welcher denselben Durchmesser und dieselbe Zähnezahl wie die Innenverzahnung 22 a aufweist, ist drehfest am Block 12 angebracht. Ein erstes Sonnenrad 24 sitzt drehfest auf einer gehäusefesten, undrehbaren Hülse 24a, während ein zweites Sonnenrad 26 drehbar an der Hülse 24a angeordnet ist, aber normalerweise ortsfest verbleibt. Das zweite Sonnenrad 26 trägt einen Sektor 27, der in ein Ritzel 32 eingreift, das über eine Welle 28 mit einem Betätigungshandgriff 29 verbunden ist, welcher gemäß den Fig. 4 und 9 durch eine Zugfeder 31 in eine Richtung gezogen wird.

Planetenräder 23 und 25, welche mit den Sonnenrädern 24 bzw. 26 und mit den Innenverzahnungen 21abzw. 22öim Eingriff stehen, sind frei drehbar mit Bezug zueinander und sind auf Bolzen 30 gelagert, welche in Ringen 35 gehalten sind.

Beim normalen Betriebsteht sowohl das Sonnenrad 26 als auch das Sonnenrad 24 still. Der Zahnkranz 21 dreht sich zusammen mit der Welle 11 und dem Block 12, und währenddem sich die Planetenräder 23 und 25 drehen, dreht sich der vom Gehäuse 15 abgestützte Zahnradring 22a in Übereinstimmung mit dem Zahnradring 21a, z. B. mit einem Verhältnis der Geschwindigkeit von 1: 1. Das Drehen des Blockes 12 bewirkt, daß die Achse der Welle 13 eine konische Bahn beschreibt, so daß der Kugellagerring 14 bezüglich der Achse der Welle 11 taumelt. Da sich der äußere Kugellagerring 16 und das Gehäuse 15 mit derselben Geschwindigkeit wie der Block 12 bewegen, so taumelt der äußere Ring 16 synchron mit dem inneren Ring 14, obwohl der Ring 14 seinerseits undrehbar ist.

Unter diesen Bedingungen wird der freien Drehung der Welle 11 kein Widerstand geleistet. Wird jedoch das Ritzel 32 durch den Handgriff 29 in eine Drehbewegung versetzt und wird somit auch eine Drehbewegung des Sektors 27 und des Sonnenrades 26 bewirkt, wird das Planetenrad 25 derart gedreht, daß es den Zahnradring 22 a, das Gehäuse 15 sowie den Kugellagerring 16 entweder zurückhält oder beschleunigt. Bei der augenblicklichen Veränderung der relativen Geschwindigkeiten bei den zwei Ringen 21a und 22a wird ein Gegendrehmoment sowohl auf den Block 12 als auch auf die Welle 11 ausgeübt. Dieses Gegendrehmoment wird durch die Kraft bewirkt, welche die Welle 13 im Block 12 in einem anderen Takt hin und herzu bewegen versucht, als der Takt ist, der lediglich durch freies Rotieren des Blocks 12 erzeugt wird. Es ist einleuchtend, daß, sobald der Bremsvorgang einmal beginnt, die Bremsung zunimmt, bis die Welle 11 stillsteht, vorausgesetzt, daß die Drehbewegung des Sonnenrades 26 unter Einwirkung des Betätigungshandgriffes 29 aufrechterhalten wird.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Abbremsen einer sich drehenden Welle mit einem feststehenden Gehäuse, in dem die abzubremsende Welle gelagert ist, dadurch gekennzeichnet,

a) daß die abzubremsende Welle (11) endseitig mit einem koaxialen zylindrischen Block (12) fest verbunden ist, der in einem im festste- to henden Gehäuse (20) drehbar gelagerten Gehäuse (15) meinerseits drehbar gelagert ist und mit einem Zahnradkranz (21) mit einer Innenverzahnung (21a) fest verbunden ist,

b) daß im Block (12) eine Welle (13) drehbar gelagert ist, deren Achse die Drehachse der abzubremsenden Welle (11) unter einem Winkel (α) schneidet und die mit ihrem aus dem Block herausragenden Ende mit einem liegerverzahnten Taumelrad (18) fest verbunden ist, das in Betrieb wiederum in Eingriff mit einem am Gehäuse (20) befestigten Zahnrad (19) mit entsprechender Kegelverzahnung steht,

c) daß das Taumelrad (18) mit dem Innenring (14) eines Wälzlagers (14,16, 17) fest verbunden ist, dessen Außenring (16) seinerseits über Blöcke (36) mit dem drehbaren Gehäuse (15) fest verbunden ist,

d) daß das drehbare Gehäuse (15) eine Innenverzahnung (22a) aufweist, die axial neben der Innenverzahnung (21a) des Zahnkranzes (21) liegt, wobei in beiden Verzahnungen (21a und 22a) je eines von zwei axial nebeneinander und frei gegeneinander drehbar auf einem Bolzen (30) gelagerte Planetenräder (23 und 25) abrollen, die wiederum mit den Verzahnungen zweier Sonnenräder (24 und 26) kämmen,

e) daß das Sonnenrad (24) fest mit dem Oehäuse (20) verbunden ist, während das Sonnenrad (26) drehbar angeordnet ist und über eine Verzahnung (27) mit einem von Hand zu betätigenden Ritzel (32) in Verbindung steht.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Ritzel (32) als mit einem federbelasteten Betätigungshebel (29) in fester Verbindung stehender Zahnradsektor ausgebildet ist.