DE2318760A1

DE2318760A1 - Ueberlastschutzeinrichtung fuer ein planetengetriebe

Info

Publication number: DE2318760A1
Application number: DE19732318760
Authority: DE
Inventors: Kanagawa Japan Kawasaki; Koichi Sakurai; Kenji Yamano; Masanori Yoshimura
Original assignee: Fuji Electric Co Ltd
Current assignee: Fuji Electric Co Ltd
Priority date: 1972-04-13
Filing date: 1973-04-13
Publication date: 1973-10-25
Also published as: JPS48103959A; GB1392025A; JPS5229376B2

Description

5. April 1973 A 125 73

Firma I¹UJI DENKI SEIZO KABUSHIKI KAISHA, 1-1, Tanabeshinden, Kawasaki-Ku, Kawasaki-Shi, Kanagawa-Ken, Japan

Uberlastschutzeinrichtung für ein Planetengetriebe

Die Erfindung betrifft allgemein Getriebe und insbesondere eine neue und verbesserte Uberlastschutzeinrichtung für ein Planetengetriebe.

Planetengetriebe werden gewöfcnLich gegen Überlastung durch ein innenverzahntes Ringrad geschützt, das normalerweise durch Reibungsmittel stationär gehalten ist, jedoch gegenüber den Reibungsmitteln winkelverstellbar ist, wenn es mit einem Drehmoment belastet wird, das einen vorbestimmten Grenzwert überschreitet. Es sind bereits verschiedene Einrichtungen zum Einleiten bzw. Anzeigen einer solchen

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Winkelverstellung des Ringrades vorgeschlagen worden . Bei allen früheren Einrichtungen ist jedoch das Ringrad in seine Ausgangs-Winkelstellung nach jeder Winkelverstellung infolge einer Überlastung zurückgedreht worden, so daß zusätzliche Mittel benötigt wurden für einen teilweisen Auseinanderbau des Getriebes oder für ein Zurückstellen des Ringrades.

Im Hinblick auf die oben erwähnten Nachteile früherer Getriebe ist es ein Ziel der Erfindung, eine neue und verbesserte Einrichtung zum Vermeiden einer überlastung eines Planet engetrieb es au schaffen, bei der eine beschwerliche Rückstelloperation nach jeder Winkelver st ellung des Ringrades bei einer Drehmomentüberlastung unnötig ist.

Ein anderes Ziel der Erfindung ist, eine Einridtung der vorstehend angegebenen Art zu schaffen, bei der die Mittel zum Einleiten der Winkelbewegung des Ringrades im wesentlichen mit dem Planetengetriebe in solcher Weise zusammengebaut sind, daß die Einrichtung betriebssicher, einfach und konstruktiv unaufwendig ist, und ferner leicht zu handhaben ist.

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Wegen dieses Zwecks und anderen Zielen der Erfindung, die nachstehend verdeutlicht werden, ist nach dem Vorschlag der Erfindung bei einem Planetengetriebe, das ein Ringrad aufweist, welches normalerweise stationär gehalten ist, jedoch winkelverstellbar ist, wenn es mit einem Drehmoment belastet ist, das einen vorbestimmten Grenzwert überschreitet, eine Überlastschutzvorrichtung angeordnet, die ein entsprechend der Winkelverstellung des Ringrades rotierbares Rad aufweist, ferner einen Nocken oder dergleichen, der beim Rotieren des betreffenden Rades betätigt wird, und ein Schaltmittel, das bei der Drehung des Nockens bewegt wird und mit einer Schalteinrichtung verbunden ist.

Die erfinderischen Merkmale sind im Einzelnen in den Ansprüchen angegeben. Die Erfindung ist jedoch in ihrer Konstruktion und Wirkungsweise zusammen mit weiteren Zielen und Vorteilen, am besten aus der folgenden Beschreibung in Verbindung mit' den Zeichnungen verständlich, auf denen, lediglich beispielsweise, einige bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung dargestellt sind, und -auf denen gleiche Bezugszeichen funktionell gleiche Teile der verschiedenen Darstellungen bezeichnen.

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Auf den Zeichnungen stellen dar:

Fig. 1 eine teilweise weggekrochene Stirnansicht, welche die innere Konstruktion eines Planetengetriebes zeigt, das mit einer Vorrichtung nach der Erfindung versehen ist;

Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie II-II der Fig. 1;

Fig. 3 eine grafische Erläuterung der Beziehung zwischen der Drehkraft und der entsprechenden VinkelyerSchiebung eines innenverzahnten Ringrades in einem Planetengetriebe der Figuren 1 und 2;

Fig. 4

und 5 schematische Ansichten, welche die Arbeitsprinzipien eines in Fig. 1 und 2 dargestellten Begrenzungsschalters erläutern;

Fig. 6 einen Teilschnitt, der im wesentlichen der

Fig. 2 entspricht und eine andere bevorzugte Ausführungsform der Erfindung zeigt;

Fig. 7A eine Ansicht ähnlich wie in Fig. 6, die eine weitere Ausführungsform der Erfindung zeigt;

Fig. 7B eine Ansicht auf Fig. 7A von oben.

Auf den Zeichnungen und in erster Linie in Figuren 1 und 2 ist ein Planetengetriebe PT dargestellt, das ein Sonnenrad (Zentralrad) 2 aufweist, das auf einer Antriebswelle angeordnet ist, eine Mehrzahl von -in dem Ausführungsbeispiel drei- Planetenrädern 3, von denen jedes in einem Lager 4- mittels einer angetriebenen Welle 19 abgestützt ist,

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und ein innenverzahntes Ringrad 5· Das Sonnenrad 2, die Planetenräder 3 und das Ringrad 5 des Planetengetriebe PT kämmen miteinander, wie am besten in Pig. 1 zu ersehen ist.

Wie in Pig. 2 zu ersehen, ist das innenverzahnte Ringrad 5 niit einem "beträchtlichen (horizontalen) Abstand in einer Endkappe 6 aufgenommen und ist ferner abgestützt durch einen stationären Körper 7 und eine ringförmige Platte 8 an beiden Seiten desselben. Eine Mehrzahl von auf einem Umfangskreis in Abstand voneinander angeordneten Reibungsgliedern 9 in Form von Bolzen erstreckt sich axial durch die Endkappe 6 senkrecht au der Ebene des Ringrades 5, und jedes wird durch eine Schraubendruckfeder 10 so beaufschlagt, daß es die ringförmige Platte 8 gegen die Seitenfläche des Ringrades 5 drückt. Daher wird, wenn ein Drehmoment übertragen wird, welches die größte statische Reibung zwischen den Kontaktflächen des Ringrades 5 und des stationären Körpers 7 und des Ringrades 5 und der ringförmigen Platte 8 überschreitet, infolge der durch die Reibungsglieder 9 und die Schraubendruckfedern 10 ausgeübte Reibung das Ringrad 5 in gleitender Berührung mit der Endkappe 6, dem Körper 7 und der ringförmigen Platte 8 versetzt.

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Wie am klarsten in Pig. 1 dargestellt, weist die Endkappe 6 bei 11 einen Durchbruch auf, um teilweise ein Ritzel 13 aufzunehmen, das fest auf einer Welle 12 angeordnet ist, die sich parallel zu der Achse des Ringrades 5 erstreckt. Das Ritzel 13 ist in Eingriff mit Zähnen 14, die auf dem äußeren Umfang des Ringrades angeordnet sind. An einem Ende der Welle 12 ist ein Exzenter- bzw. eine Nockenscheibe angeordnet und durch eine Mutter 16 derart festgelegt, daß er mit der Welle 12 drehbar ist. Der Exzenter wirkt mit der Welle 12 zusammen, umdeinen Endschalter .17 zu betätigen, wenn das Ringrad 5 Begen der Drehkraftüberschreitung der Antriebswelle 1 gedreht worden ist. Normalerweise jedoch ist der Schaltstößel 18 des Begrenzungsschalters 17 durch den Exzenter 15 i.n solchem Ausmaß niedergedrückt gehalten, daß seine Kontakte NO und COM elektrisch miteinander verbunden sind, wie in Eig. 4- erkennbar. Nach einer Drehung des Exzenters 15 wird, wie in Fig. 5 dargestellt, der Schaltstössel 18 freigegeben, um den Kontakt COM mit einem Kontakt NG zu verbinden. Es wird bemerkt, daß die in Fig. 4 und 5 dargestellte Ausbildung des Begrenzungsschalters lediglich ein Ausführungsbeispiel ist. Es kann auch irgendeine andere geeignete Art eines mechanischen Schaltgüedes gebraucht werden zum Betätigen einer in den Zeiclnungen nicht dargestellten Umsehalteinrichtung.

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Bei der vorstehend beschriebenen bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird die Antriebswelle 1 in Richtung des Pfeils P (Fig. 1 und 2) durch nicht dargestellte Antriebsmittel gedreht, so daß die Abtriebswelle 19 in der gleichen Richtung -angezeigt durch den Pfeil Q in Fig. 2-mit reduzierter Geschwindigkeit durch das Planetengetriebe PT angetrieben wird. Obwohl das innenverzahnte Ringrad einer Gegendrehkraft ausgesetzt ist, die in Richtung des Pfeiles R (Fig. 1) durch die Planetenräder 3 ausgeübt äri'rd, ist es an einer Drehung gehindert, da es zwischen dem stationären Körper 7 und der ringförmigen Platte 8 durch den Druck der Schraubenfedern 10, der auf die ReibungsgliMer 9 ausgeübt wird, eingeklemmt ist'.

Wenn z.B. die Antriebswelle 1 in Richtung des Pfeiles P durch die vorstehend erwähnten Antriebsmittel gedreht wird, während die Abtriebswelle 19 unter Last steht, dann wird die Drehung des Ringrades 5 nur stattfinden, wenn die auf die Antriebswelle 1 übertragene Drehkraft die maximale statische Reibung zwischen den Berührungsflächen des Ringrades 5 und des stationären Körpers 7 und des Ringrades 5 und der ringförmigen Platte 8 überschreitet. Ebenso wird, wenn die Drehung der Abtriebswelle 19 plötzlich angehalten wird wie durch einen Bremsmechanismus, wenn die Antriebswelle 1 und

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die Abtriebswelle 19 in ihren vorbestimmten Richtungen P und Q gedreht worden sind, das Ringrad 5 im Winkel versetzt, wenn die vorher erwähnte maxiaale statische Reibung durch die Resultante der Antriebsdrehkraft (des Antriebsdrehmoments) der Antriebswelle und die Gegenkraft wegen der Trägheitsenergie des Planetengetriebes PT überschritten wird. In jedem Fall wird das Ringrad 5 gezwungen, sich relativ zu der Endkappe 6 usw. um einen gewissen Winkel zu drehen, wenn es mit einer Drehkraft belastet ist, welche die maximale statische Reibung, die auf äasselbe ausgeübt wird, überschreitet, wie in Fig. 3 grafisch dargelegt.

Demzufolge wird das Ritzel 13> das mit den äußeren Zähnen 14· des Ringrades in Eingriff ist, ebenfalls gedreht, so daß der Exzenter 15 in der gleichen Richtung gedreht wird. Da jetzt der Schaltstößel 18 des Begrenzungsschalters 17 freigegeben wird, ist der Kontakt COM mit dem Eontakt NC elektrisch verbunden. Das dadurch hervorgerufene elektrische Signal kann in irgendeiner gewünschten Weise benutzt werden, um ein entsprechendes Schaltelement zum Ansprechen zu bringen und automatisch das Arbeiten der gesamten Vorrichtung zu unterbrechen, um dieselbe vor Überlastung zu

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schützen. Um danach das Planetengetriebe in seisen Arbetiszustand zurückzubringen, kann die Mutter 16 gelöst werden zum manuellen Bewegen des Exzenters 15 in solche Winkelstellung, daß der Schaltstößel 18 des Begrenzungsschalters 17 derart "betätigt wird, daß der Kontakt COM mit dem Kontakt NO elektrisch verbunden ist. Ein weiteres Wiedereinstellen des P&anetengetriebes ist nicht erforderlich.

In Fig. 6 ist eine Abwandlung der oben beschriebenen Ausführungsform der Erfindung dargestellt, bei welcher das Kitzel 13 der vorstehend "beschriebenen Ausführung durch ein Reibrad 13a aus Gummi oder einem anderen elastischen Werkstoff ersetzt ist, um einen Reibungskontakt mit dem äußeren Umfang des innenverzahnten Ringrades 5a hervorzurufen. Das in lig. 6 dargestellte Ringrad ist -imGGegensatz zu dem Ringrad 5 der Ausführung nach Figuren 1 bis 5-aussen nicht verzahnt. Andere Konstrultionsexnzelheiten der in Fig.ß dargestellten Ausführungsform entsprechen im wesentlichen denen, die in Verbindung mit figuren 1 bis 5 beschrieben sind. In Fig. 6 sind die Teile, die den in Fig. 2 dargestellten entsprechen, durch Hinzufügung eines Index a zu den vorher benutzten Bezugszahien bezeichnet.

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Wenn das innenverzahnte Ringrad 5a wegen der Überschreitung des Drehmoments im Winkel versetzt worden ist, wird das lad 13a gedreht wegen seines Reibungskontakts mit dem äußeren Umfang des Ringrades 5a mit der Wirkung, daß der auf der Welle- 12a angeordnete Exzenter "bzw. Nokken 15a ebenfalls gedreht wird, um den Schaltstift 19a des Begrenzungsschalters 17a freizugeben·

Fig. 7-A- und YB veranschaulichen ein weiteres abgewandeltes AusführuQgsbeispiel der Ausführung nach Figuren 1 · Ms 5» bei dem ein freistehendes Ende 21 der Ritzelwelle 12b ein Aussengewinde aufweist, das mit einem Innengewinde des Nockens 15b in Eingriff steht« Dieser Nocken ist ".-weiter abgestützt durch einen Führungszapfen 20b derart, daß er nur längsbeweglich auf der Welle 12b bewegbar ist, wie aus Fig. 7B hervorgeht. Anstatt daß das Zahnrad 13b mit den äußeren Zähnen des Ringrades 5 in Eingriff ist, wie in 'Fig. 7A dargestellt, könnte ein Rad 13a aus Gummi oder eisern ähnlichen Werkstoff benutzt werden zum Hervorrufen eines Reibungskontakts mit dem äußeren Umfang des Ringrades nach Fig. 6.

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Wenn ein überschüssiges Drehmoment auf das Planetengetriebe gemäß der Ausführungsform nach Fig. 7A und YB ausgeübt wird, wird das innenverzahnte Eingrad 5fc im Winkel versetzt, wie oben angegeben ist, so daß die Welle 12b durch das Kitzel 13b gedreht wird. Infolgedessen wird der Exzenter bzw. Nocken 15b, dessen Inneres Gewinde mit dem äußeren Gewinde der Welle 12b in Eingriff ist, veranlaßt, sich linear längs der Welle 12b zu bewegen wegen der Führung durch den Zapfen 20b, und die Drehung des Exzenters bzw. Nockens 15b relativ zu der Welle 21 ist durch den Zapfen 20b verhindert. Der Schaltstößel 18 des Begrenzungsschalters 17b, der durch den Kopf des Exzenters bzw. Nockens 15b in seinen unteren Stellung gehalten wird, ist jetzt freigegeben, so daß der Begrenzungsschalter einer Überlastbeanspruchung entgegenwirkt in der vorstehend beschriebenen Weise, die entsprechend der Fig. 4 und 5 weiter ausgebildet ist.

Während bei den vorstehend beschriebenen Ausführungen die Mittel zum Schutz des Planetengetriebes gegen Überlastung und die Schaltmittel zum Abschalten bei Überlastung alle im wesentlichen mit dem Getriebe selbst vereinigt sind, ist jedoch die Anordnung einer Drehmomentbegrenzungskupplung an der Abtriebswelle des Getriebes nicht nötig, wie

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es öfter konventionell ausgeführt ist.

Die Erfindung ist vorstehend in Verbindung mit den Zeichnungen anhand mehrerer "bevorzugter Ausführungsheispiele "beschrieben- Es ist jedoch klar, daß die Erfindung nicht exakt auf die Darstellung der Zeichnungen und nach der Beschreibung beschränkt ist. Z.B. kann das Eitzel 13 bzw. 13b oder das Ead 13a in Eingriff bzw. in Eontakt mit dem Singrad 5 nicht nur an dessen äußerem Umfang sein, sondern kann praktisch durch irgendeinen gewünschten Teil desselben, der so lang ist wie die Winkelverschiebung des Ringrades, in geeigneter Weise auf ein solches Ead übertragen werden.

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Claims

PATENTANSPRÜCHE

Iy Überlastungsschutzeinridtung für ein Blanetengetriebe,das ein Ringrad aufweist, welches normalerweise stationär gehalten ist, jedoch winkelverstellbar ist, wenn es mit einem Drehmoment "belastet ist, das einen vorbestimmten Grenzwert überschreitet, dadurch gekennzeichnet, daß es ein Bad (13, 13a, 13b) aufweist, das drehbar ist entsprechend der Winkelverstellung des Ringrades(5» 5a, 5b), einen Exzenter bzw. eine Nockenscheibe (15, 15&? 15b), die entsprechend der Bewegung des Hades (13, 13a, 13b) betätigbar isi?, und ein Schaltmittel, das mit einer Schalteinrichtung verbunden ist.
2. Überlastungssehutzeinriehtung für ein Planetengetriebe, das ein Hingrad aufweist, welches normalerweise stationär gehalten ist, jedoch winkelverstellbar ist, wenn es mit einem Drehmoment belastet ist, das einen vorbestimmten Grenzwert überschreitet, dadurch gekennzeichnet, daß sie ein Zahnrad (13_f 13b) aufweist, das is Eingriff mit auf wenigstens aifie« Seil des äußeren Umfang? des Hingrades

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(5) ausgebildeten Zähnen (14) ist, einen Exzenter oder eine nockenscheibe (15» 15b) auf der gleichen Welle (12, 12b) auf der das Zahnrad (13» 13b) sitzt für eine, gleichzeitige Botation mit demselben, und ein Schaltmittel, das durch #in Exzenter bzw. die Nockenscheibe (15) betätigt wird utfä mit einer Schalteinrichtung verbunden ist.
3. Überlastschutzeinrichtung für ein Planetengetriebe, das ein Ringrad aufweist}, welches normalerweise stationär gehalten ist, jedoch winkelverstellbar ist, wenn es mit einem Drehmoment belastet ist, das einen vorbestimmten Grenzwert überschreitet, dadurch gekennzeichnet, daß sie ein Zahnrad (13» 13b) aufweist, das mit Zähnen (14·) kämmt * die auf wenigstens einem Teil des äußeren Umfangs des RiEgrades (5) ausgebildet sind, einen Nocken (15b), der mitrcels Gewindes verschraubbar auf der gleichen Welle (21) wie das Zahnrad (13b) angeordnet ist, ein Mittel zum Verhindern der Drehung des Nockens (15b) um die Welle (21), wodurch der Nokken (I5b) gezwungen wird, sich längs der Welle (21) des Zahnrades (15b) zu bewegen, und ein Schaltmittel (18b), das mit eiser Schalteinrichtung (17b) verbunden ist.

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4-. tfoerlastschutzeinrichtung für ein Planetengetriebe, das ein Ringrad aufweist, welches normalerweise stationär gehalten ist, jedoch winkelverstellbar ist, wenn es mit einem Drehmoment belastet ist, das einen vorbestimmten Grenzwert überschreitet, dadurch gekennzeichnet, daß sie ein Rad (13a) aus elastischem Material aufweist, um eine Reibungsberührung mit dem Ringrad (5a) hervorzurufen, wobei das Rad (13a) entsprechend der Winkelverstellung des Ringrades (5a) drehbar ist, einen Exzenter bzw. eine Nokkenscheibe (15a), die auf der gleichen Welle (12a) befestigt ist wie das Rad (13a) für eine gleichzeitige Rotation mit diesem, und ein Schaltmittel (18a), das durch den Exzenter bzw. die Nockenscheibe (15a) betätigt wird und mit einer Schalteinrichtung (17a) verbunden ist.
5. Überlastungsschutzeinriehtung für ein Planetengetriebe, das ein Ringrad aufweist, welches normalerweise stationär gehalten ist, 'jedoch winkelverstellbar ist , wenn es mit einem Drehmoment belastet ist, das einen vorbestimmten Grenzwert überschreitet, dadurch gekennzeichnet, daß sie . ein Rad aus elastischem Material aufweist, um eine Reibungsberührung mit dem Ringrad hervorzurufen, wobei es in Phase mit der Winkelverstellung des Ringrades drehbar ist, einen Nocken, der mittels Gewindes verschraubbar auf der gleichen

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Welle wie das elastische Rad angeordnet ist, ein Mittel
zum Verhindern der Drehung des Nockens um die Welle, wodurch der Nocken gezwungen ist, sich längs der Welle bei der Rotation des elastischen Rades zu bewegen, und ein
Schaltmittel, das durch den Nocken betätigt wird und mit einer Schalteinrichtung verbunden ist.

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