DE2358827B1 - Getriebeanordnung mit einem Antriebsmotor - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Getriebeanordnung mit einem Antriebsmotor, über dessen Antriebswelle und Abtriebsglied über ein ein Sonnenrad und mindestens ein Planetenrad aufweisendes Planetengetriebe antreibbar ist, dessen eines Rad mit der ersten beweglichen Kupplungshälfte einer Rutschkupplung verbunden ist, die bei Anhalten des Abtriebsgliedes mitnehmbar ist und sich dann relativ zu einem stationären zweiten Kupplungsglied dreht.

Es ist bereits ein Elektrozug bekannt, bei dem eine durch einen Elektromotor angetriebene Antriebswelle, die in einem Getriebegehäuse gelagert ist, ein Wellenexzenter hat, auf dem das Planetenrad eines Planetengetriebes drehbar angeordnet ist, wobei das Planetenrad mit dem stationären Innenzahnkranz des Planetengetriebes zusammenwirkt. Dieser Innenzahnkranz trägt auf einem nach außen geführten Zapfen die eine erste Kupplungshälfte einer Rutschkupplung, die durch Tellerfedern gegen die am Getriebegehäuse fest angebrachte zweite Kupplungshälfte angedrückt ist. Das Planetenrad kämmt mit einem Taumelkörper, der seinerseits mit der Innenverzahnung einer Kettennuß kämmt. Fährt nun der Elektrozug gegen einen Anschlag, so wird die Kettennuß und der Taumelkörper angehalten. Da jedoch der Antrieb nicht angehalten ist, wird die erste Kupplungshälfte der Rutschkupplung angetrieben und die entstehende Energie von der Rutschkupplung aufgezehrt. Diese Bauart hat also den Nachteil, daß beim Anhalten der Kettennuß der Antriebsmotor weiterläuft, wodurch eine erhebliche Erwärmung der noch bewegten Teile entstehen kann und Beschädigungen auftreten können (DT-PS 1 264 014).

Bekannt ist ferner eine bei Überschreiten eines Grenzdrehmoments ausrückende Kupplung bei elektromotorischen Stellantrieben. Der Arbeitsantrieb erfolgt dabei stets in einer bestimmten Drehrichtung. Die Rutschkuplung ist derart ausgebildet, daß Schieber der einen Kupplungshälfte in Rasten der anderen Kupplungshälfte eingreifen, wobei ein Rutschen nur in einer Drehrichtung erfolgen kann. Erhöht sich nun das von der Rutschkupplung im Kraftfluß übertragene Drehmoment über einen vorbestimmten Wert, so bewegen • sich die Schieber entlang von Schrägflächen aus den Rasten heraus. Die hierdurch entstehende axiale Anhebung der die Schieber tragenden Kupplungshälfte dient dazu, einen Schalter zum Abschalten eines Antriebs zu betätigen. Zum Einrücken der Rutschkupplung wird der Antrieb in umgekehrter Richtung bis zum Einrasten durchgeführt, worauf dann der Weiterlauf in der ursprünglichen Drehrichtung erfolgen kann (DT-PS 892 097).

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, bei einer Getriebeanordnung die Konstruktion so zu treffen, daß die Rutschkupplung in beiden Antriebsrichtungen wirksam ist und bei Auftreffen des angetriebenen Teils auf ein Hindernis in beiden Richtungen der Antrieb abgeschaltet wird. Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung bei der eingangs erwähnten Getriebeanordnung dadurch gelöst, daß die erste Kupplungshälfte eine Steuerkurve mitnimmt, über die bei Drehen in einer ersten Richtung mittels einer Betätigungsvorrichtung ein Schalter aus einer ersten in eine zweite Stellung und bei Drehen in der entgegengesetzten Richtung dieser Schalter aus der zweiten in die erste Stellung umschaltbar ist, und daß der Schalter so ausgebildet ist, daß er den Motor bei jeder Umschaltung abschaltet. Damit ist es nun möglich, bei Anhalten des Abtriebsgliedes aus irgendeiner der beiden Bewegungsrichtungen den Antrieb abzuschalten, der dann in entgegengesetzter Richtung wieder anlaufen kann, da ja die Rutschkupplung in beiden Richtungen wirksam ist.
Vorteilhaft ist es, wenn eine Umschalteinrichtung für

ORIGINAL

den Schalter vorgesehen ist, so daß bei einer Neueinschaltung der Antriebsmotor in der jeweils entgegengesetzten Richtung läuft

Eine günstige Konstruktion ergibt sich, wenn die Steuerkurve durch einen Umfangsteil der ersten Kupplungshälfte gebildet ist

Dabei kann in vorteilhafter Weise die Anordnung so getroffen sein, daß die Steuerkurve der ersten Kupplungshälfte durch eine sich über den äußeren Rand von der einen zur anderen Stirnseite eines Flansches erstreckende, schräg verlaufende Nut gebildet ist und daß die Betätigungsvorrichtung ein in Achsrichtung des Flansches verstellbares, mit einem Schaltglied des Schalters und mit der Steuerkurve zusammenwirkendes Betätigungsglied aufweist, das außerhalb der Steuerkurve unter der Wirkung von Speicherkräften unter Druck an jeweils einer der Stinrflächen des Flansches anliegt.

Wie oben bereits erläutert worden ist, wird durch die Rutschkupplung eine Bremswirkung insofern erzielt, als beim plötzlichen Stillstand der angetriebenen Massen der Motor sowie die antriebsseitig vorhandenen Komponenten des Getriebes ihre Drehrichtung in diesem Augenblick noch beibehalten können, wodurch sich der Effekt erzielen läßt, daß selbst bei großer Endgeschwindigkeit des Systems ein Zurückprallen verhindert wird. Um die zu vernichtende Energie nach dem Stillsetzen des bewegten Systems kurzfristig abzubauen, ohne hierzu die Rutschkupplung besonderen Belastungen auszusetzen, ist es vorteilhaft, dem Motor in bekannter Weise eine Bremse zuzuordnen.

Die Getriebeanordnung zeichnet sich auf Grund der Anwendung des Planetenradgetriebes sowie durch die spezielle Anordnung der Rutschkupplung auf der die Motorwelle umgebenden Flanschbuchse durch eine gedrungene und kompakte Bauart aus, so daß eine vorteilhafte Montage dieser Getriebeanordnung auch in beengten Raumverhältnissen möglich ist.

In der Zeichnung ist ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Getriebemotors dar- gestellt. Es zeigt

F i g. 1 eine Seitenansicht der Getriebeanordnung, wobei deren Getriebeteil im Längsschnitt dargestellt ist,

F i g. 2 einen Querschnitt durch den Getriebemotor entlang der Linie 2-2 der F i g. 1,

F i g. 3 eine Ansicht des Getriebemotors in Richtung des Pfeiles A der F i g. 2 gesehen.

Am Motorgehäuse 10 des als Elektromotor 12 ausgebildeten Antriebsmotors ist ein Getriebegehäuse 14 angeflanscht, das seinerseits am freien Ende einen Befestigungsflansch 16 aufweist, mit dessen Hilfe sich der Getriebemotor an einem Träger befestigen läßt. Der Befestigungsflansch 16 ist am Umfang des Getriebegehäusedeckels 18 angeformt, indem eine koaxial zu der in das Getriebegehäuse hineinragenden Motorwelle 20 des Elektromotors gelagerte Abtriebswelle 22 drehbar gelagert ist. Die stummelartig ausgebildete Abtriebswelle 22 ist an einem eine Innenverzahnung 24 aufweisenden Sonnenrad 26 angeformt, in welchem die Motorwelle 20 mit ihrem freien Ende frei drehbar gelagert ist. Das Sonnenrad ist im Bereich seiner Innenverzahnung mittels eines Kugellagers 28 im Getriebegehäuse gelagert; ebenso ist dessen die Abtriebswelle tragende Lagernabe 30 mittels eines Kugellagers 32 im Getriebegehäusedeckel 18 drehbar gelagert. 34 bezeichnet einen Wellenexzenter der Motorwelle, auf dem mittels eines Kugellagers 36 ein Planetenrad 38 drehbar gelagert ist, das mit seiner Außenverzahnung mit der Innenverzahnung 24 des Sonnenrades 26 in Eingriff ist Mit 40 ist ein gleichfalls auf dem Wellenexzenter 34 drehfest angeordnetes Ausgleichsgewicht bezeichnet. Sonnen- und Planetenrad 26 bzw. 28 befinden sich in einem ersten Gehäuseraum 42 des Getriebegehäuses 14, der durch eine Zwischenwand 46 von einem zweiten Gehäuseraum 44 getrennt ist, in welchem sich eine als Ganzes mit 48 bezeichnete, als Überlastsicherung dienende Rutschkupplung befindet. In der Zwischenwand 46 ist koaxial zur Motorwelle 20 eine die letztere umgebende Flanschbuchse 50 drehbar gelagert. Am Umfange ihres sich in den Gehäuseraum 44 hineinerstreckenden Buchsenteils ist diese Flanschbuchse 50 mit einer Außenverzahnung 52 ausgestattet, mit der eine entsprechende Innenverzahnung einer drehfähigen ersten Kupplungshälfte 54 der Rutschkupplung in Eingriff ist. 56 bezeichnet die zweite, durch einen an der Zwischenwand 46 befestigten, flachen Bremsbelag gebildete Kupplungshälfte. Auf einem Außengewinde dieses Buchsenteils der Flanschbuchse 50 ist ein Spannring 58 zum Vorspannen von auf die Kupplungshälfte 54 wirkenden Druckfedern 60 aufgeschraubt. Die Flanschbuchse 50 ist mit dem Planetenrad 38 mittels eines hülsenförmigen, die Motorwelle umgebenden Taumelkörpers 62 drehfest verbunden, wobei der letztere mit Außenverzahnungen 64, 66 mit entsprechenden Innenverzahnungen von Planetenrad 38 und Flanschbuchse 50 in Eingriff ist. Die flüssigkeitsdichte Lagerung des die Abtriebswelle 22 tragenden Sonnenrades 26 sowie der Flanschbuchse 50 ist mittels geeigneter Dichtringe 68 bzw. 70, 72 bewerkstelligt, wobei die Dichtringe 70, 72 einmal am Außenumfang und einmal am Innenumfang der Flanschbuchse angeordnet sind. Der Gehäuseraum 42 hat eine Ölfüllung, während der Gehäuseraum 44 trocken ist, um optimale Reibung zwischen beiden Kupplungshälften 54,56 der Rutschkupplung 48 zu gewährleisten.

Gemäß F i g. 1 ist im Gehäuseraum 44 zwischen der Rutschkupplung 48 und der Stirnwand 74 des Getriebegehäuses 14 eine Schwungscheibe 76 auf der Motorwelle drehfest angeordnet. Der Elektromotor 12 ist vorzugsweise als Verschiebeankermotor ausgebildet und weist an seiner dem Getriebe zugekehrten Stirnseite seines Rotors einen sich konisch nach außen öffnenden Bremsbelagträger 78 auf, dessen an seinem Innenumfang angeordneter Bremsbelag 80 mit einer eine entsprechende Konizität aufweisenden, als Bremsfläche dienenden Umfangsfläche 82 eines zentrischen Ansatzes 84 der Stirnwand 74 des Getriebegehäuses 14 zusammenwirken kann. Die Teile 78, 80, 82 bilden gemeinsam die Motorbremse.

In eingeschaltetem Zustand der Getriebeanordnung bewegt sich das Planetenrad 38 auf einer Kreisbahn, ohne daß es sich dreht, denn an einer Drehbewegung, die sich durch Abrollen an der Innenverzahnung 24 des Sonnenrades 26 ergeben würde, wird es durch den Taumelkörper 62 gehindert, der eine drehfeste Verbindung mit der normalerweise durch die Rutschkupplung 48 abgebremsten Planschbuchse 50 herstellt. Aus diesem Grunde wird das Sonnenrad 26 und damit die Abtriebswelle 22 mit entsprechender Untersetzung zum Antrieb eines entsprechenden Systems in Gang gesetzt Wird nun diese in bestimmten Grenzen in stetig wechselnden Richtungen sich hin- und herbewegende Getriebeanordnung in einer ihrer Endlagen vom Antriebsmotor unabhängig, beispielsweise durch Anfahren an einen feststehenden Anschlag, plötzlich stillgesetzt und damit

die Abtriebswelle 22 blockiert, so wirkt die Innenverzahnung 24 des Sonnenrades 26 als Abrollverzahnung, und das Planetenrad 38 wird nun zusätzlich zu seiner kreisenden Bewegung noch in Drehung versetzt, wobei durch diese Drehung über den Taumelkörper 62 die Flanschbuchse 50 und damit über deren Außenverzahnung 52 auch die erste Kupplungshälfte 54 der Rutschkupplung relativ zur zweiten Kupplungshälfte 56 bzw. deren Bremsbelag verdreht Die Getriebeanordnung ist nun derart ausgelegt, daß deren Elektromotor selbsttä- _ϊ0 tig ausgeschaltet und vorbereitend in dem Sinne umgeschaltet wird, daß er sich beim Wiedereinschalten in der entgegengesetzten Richtung dreht, um so auch die Abtriebswelle 22 in der entgegengesetzten Richtung zu drehen. Zu diesem Zweck ist eine elektrische Schaltvorrichtung in Form eines z. B. durch einen Rollenhebel 86 betätigbaren Schalters 88 ausgestattet, der mit Hilfe einer Betätigungsvorrichtung 90 betätigbar ist. Diese Betätigungsvorrichtung 90 schaltet sich für die Schalterbetätigung bzw. zum Ausschalten des Elektromotors selbsttätig ein, sobald die Rutschkupplung bei Blockieren der Abtriebswelle 22 wirksam wird.

Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel ist diese Betätigungsvorrichtung durch die im Falle des Stillsetzens der Abtriebswelle 22 umlaufende erste Kupplungshälfte 54 der Rutschkupplung 48 einschaltbar, die eine ein als Betätigungsstift 92 ausgebildetes Betätigungsglied führende Steuerkurve 94/96 steuert. Zu diesem Zweck ist die erste Kupplungshälfte 54 mit einem Umfangsflansch 94 ausgestattet, der zu diesem Zweck von einer sich von der einen Flanschstirnseite zur anderen Flanschstirnseite erstreckenden, zur Flanschachse schräg verlaufenden Nut 96 durchdrungen ist, derart, daß der in einem Gehäuse linear verschiebbare Betätigungsstift 92 diese Nut 96 zu durchlaufen vermag. Der Flansch 94 und die Nut 96 bilden dabei die bereits erwähnte Steuerkurve. Der Betätigungsstift 92 durchgreift hierzu einen sich entlang einer Mantellinie des Getriebegehäuses erstreckenden, schlitzförmigen Durchbruch 99 und ist in einem durch eine zylindrische Hülse gebildeten Schieber 100 gehalten, der seinerseits in einem den Durchbruch 99 von außen verschließenden, am Getriebegehäuse befestigten Führungsgehäuse 101 gegen die Wirkung zweier einander entgegengerichtet wirkender Druckfedern 102, 104 linear beweglieh gehalten ist Die Vorspannung der Druckfedern ist mittels entsprechender Schrauben 106 bzw. 108 derart einstellbar, daß sie wirkungsgleich sind, wenn sich der Betätigungsstift 92 in der Mitte des Flansches 84 bzw. der Nut 96 befindet Damit ist sichergestellt, daß das Betätigungsglied 92 mit einer bestimmten, durch jeweils eine der beiden Druckfedern 102, 104 erzeugten Anpreßkraft an einer der beiden Flanschstirnflächen anliegt. Wie F i g. 3 deutlich zeigt, durchgreift der Betätigungsstift 92 einen Längsschlitz 110 des Führungsgehäuses 101 und wirkt im Verlaufe seiner Schaltbewegung, wie in F i g. 2 und 3 gezeigt ist, mit der Rolle des Rollenhebels 86 zur Betätigung des Schaltgliedes 1.12 des Schalters 88 zum Aus- und Umschalten des Elektromotors zusammen.

Es sei angenommen, daß die entlang einer vorbestimmten Wegstrecke bewegte Getriebeanordnung plötzlich, beispielsweise durch Anfahren an einen Anschlag, stillgesetzt wird. Bis zu diesem Zeitpunkt verharrt die erste Kupplungshälfte 54, wie oben beschrieben, und damit auch der Betätigungsstift 92 im Stillstand. Im Moment des Stillstandes der Abtriebswelle 22 wird sich nun die erste Kupplungshälfte 54 in einer solchen Richtung drehen, daß die Nut 96 sich in Richtung des Betätigungsstiftes 92 bewegt Sobald die Nut 96 vor dem Betätigungsstift 92 angelangt ist, wird dieser unter der Wirkung der Druckfeder 104 in diese eindringen, auf Grund ihrer schrägen Anordnung eine Seitenbewegung gemäß F i g. 1 nach links ausführen und wieder aus der Nut 96 austreten. Während dieser Bewegung des Betätigungsstiftes 92 berührt dieser die Rolle des Rollenhebels 86, so daß der letztere ausgelenkt und das Schaltglied des Schalters zum Ausschalten des Elektromotors und zum vorbereitenden Umschalten in die entgegengesetzte Drehrichtung betätigt wird. Infolge der sich auf der Motorwelle 20 befindenden, durch die Schwungscheibe 76 gebildeten Schwungmasse hat dabei diese das Bestreben, weiter in Drehung zu bleiben. Dies ist durch die Rutschkupplung so lange gewährleistet, bis die durch die bewegte Masse aufgebrachte Energie durch die Reibung an der Rutschkupplung und an der Motorbremse 80, 82 vernichtet ist Sobald der Betätigungsstift 92 auf der anderen Stirnseite des Umfangsflansches angekommen ist verbleibt er in Berührung mit diesem auch dann, wenn sich die Nut 96 noch einmal oder auch mehrmals an dieser vorbeibewegen sollte, wobei der Betätigungsstift zwar geringfügig in die Nut % einrastet, jedoch auf Grund ihrer Schräganordnung jedesmal sofort wieder aus dieser herausgedrückt wird. Diese geringfügige Bewegung des Betätigungsstiftes vermag eine erneute Betätigung des Schalters 88 nicht zu bewirken. Um die erwähnten Schaltvorgänge durchführen zu können, ist der Schalter 88 beispielsweise mit einem Öffner- und einem Schließkontakt ausgestattet, die beide miteinander mechanisch gekoppelt sind. Dadurch kann der Elektromotor mit Schwungscheibe so lange weiterlaufen, wie dies Rutschkupplung und Motorbremse erlauben, während der Haltepunkt der Abtriebsseite des Getriebemotors aber exakt gleichbleibend durch eine den Wegverhältnissen entsprechend eingestellte Bremsvorrichtung, insbesondere einen Anschlag, bestimmt ist Ferner kann bei erneutem Einschalten der Elektromotor nur in entgegengesetzter Richtung wieder angefahren werden. Das erneute Ingangsetzen des anzutreibenden Systems kann in dieser entgegengesetzten Richtung sinngemäß so lange erfolgen, bis an einer bestimmten, beispielsweise durch Anschlag begrenzten Stelle, wieder ein Stillsetzen erfolgt, worauf der Betätigungsstift dann wieder bei schleifender Rutschkupplung durch Federdruck über die Nut 96 in seine Ausgangsstellung auf der anderen Seite des Flansches 94 zurückgesteuert wird.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Getriebeanordnung mit einem Antriebsmotor, über dessen Antriebswelle ein Abtriebsglied über ein ein Sonnenrad und mindestens ein Planetenrad aufweisendes Planetengetriebe antreibbar ist, dessen eines Rad mit der ersten beweglichen Kupplungshälfte einer Rutschkupplung verbunden ist, die bei Anhalten des Abtriebsgliedes mitnehmbar ist und sich dann relativ zu einem stationären zweiten Kupplungsglied dreht, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Kupplungshälfte (54) eine Steuerkurve (94, 96) mitnimmt, über die bei Drehen in einer ersten Richtung mittels einer Betätigungsvorrichtung (90) ein Schalter aus einer ersten in eine zweite Stellung und bei Drehen in der entgegengesetzten Richtung dieser Schalter aus der zweiten in die erste Stellung umschaltbar ist, und daß der Schalter so ausgebildet ist, daß er den Motor bei jeder Umschaltung abschaltet.

2. Getriebeanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Umschalteinrichtung für den Schalter vorgesehen ist, so daß bei einer Neueinstellung der Antriebsmotor (21) in der jeweils entgegengesetzten Richtung läuft.

3. Getriebeanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerkurve (94, 96) durch einen Umfangsteil der ersten Kupplungshälfte (54) gebildet ist.

4. Getriebeanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerkurve der ersten Kupplungshälfte (54) durch eine sich über den äußeren Rand von der einen zur anderen Stirnseite eines Flansches (94) erstreckende, schräg verlaufende Nut (96) gebildet ist und daß die Betätigungsvorrichtung (90) ein in Achsrichtung des Flansches verstellbares, mit einem Schaltglied (112) des Schalters (88) und mit der Steuerkurve zusammenwirkendes Betätigungsglied (92) aufweist, das außerhalb der Steuerkurve unter der Wirkung von Speicherkräften unter Druck an jeweils einer der Stirnflächen des Flansches anliegt.

5. Getriebeanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Betätigungsglied (92) in einem in einem Führungsgehäuse (101) geführten Schieber (100) befestigt ist, der seinerseits in jeder seiner beiden Verstellrichtungen gegen die Wirkung einer Druckfeder (102, 104) verschiebbar ist, deren Federkräfte in der Stellung des Betätigungsgliedes in der Mitte der Nut (96) des Flansches (94) gleich groß sind.

6. Getriebeanordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorspannung derDruckfedern (102,104) veränderbar ist.

7. Getriebeanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Rutschkupplung (48) in bekannter Weise eine Motorbremse (78,80,82) zugeordnet ist.