DE2528206C3 - Getriebeanordnung zur Übertragung von Bewegungen zwischen zwei Innenräumen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine bekannte Einrichtung zur mechanischen Übertragung von Bewegungen aus dem Innenraum eines ersten Bauteils in den

is Innenraum eines zweiten, gegen das erste endlos verdrehbaren Bauteils, wobei das zweite Bauteil mit dem ersten Bauteil über einen Drehring verbunden ist

Bei der Konstruktion von Vorrichtungen, die gegeneinander verdrehbare Bauteile aufweisen, beispielsweise bei Hebezeugen, Kränen, Werkzeugmaschinen oder insbesondere bei auf festen Anlagen oder Fahrzeugen montierten Lafetten für Waffen ist häufig das Problem zu lösen, Bewegungen aus einem feststehenden Bauteil, beispielsweise einem Bedienungsstand, in ein endlos drehbares Bauteil, beispielsweise die Lafette, zu übertragen bzw. eine Bewegung in dem drehbaren Bauteil zu erzeugen. Dabei ist die Aufgabe zu lösen, daß die zu übertragende oder zu erzeugende Bewegung vom augenblicklichen Rotationszustand des Bauteils unabhängig sein soll.

Es sind Lösungen dieser Aufgabe bekannt, die Gebrauch von elektrischen oder hydraulischen Anlagen machen und daher nicht sehr einfach und wirtschaftlich herstellbar sind und auch nicht störungsfrei arbeiten.

Probleme können vor allem hinsichtlich der Isolation, der Abdichtung und der auftretenden Reibung entstehen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, auf rein mechanischem Wege die Übertragung von Bewegungen zu ermöglichen.

In der DT-PS 6 39 376 wird eine Einrichtung beschrieben, bei der zwei gegeneinander verdrehbare Bauteile über einen Drehring miteinander verbunden sind. In einem der beiden Bauteile wird unter Verwendung eines Differentialgetriebes eine zusätzliche, vom Rotationszustand dieses Bauteils unabhängige Bewegung erzeugt. Diese Bewegung wird aber nicht aus einem der beiden gegeneinander verdrehbaren Bauteile in das andere übertragen.

Die Lösung der oben angegebenen Aufgabe geschieht erfindungsgemäß durch die Kombination der im Kennzeichen des Patentanspruchs 1 aufgeführten Merkmale a) bis d).
Unter einem Differentialgetriebe im Sinne der Erfindung soll dabei jedes Getriebe verstanden werden, das zwei drehbare Eingangselemente aufweist sowie ein eine Drehbewegung oder lineare Bewegung abgebendes Ausgangselement, das die Bewegung als Funktion der Drehzahldifferenz der Eingangselemente abgibt.

Die im ersten Bauteil erzeugte Bewegung ist jeweils eine Drehbewegung, die über die angegebene Welle der Einrichtung zugeführt und im zweiten Bauteil als in Weg und Zeit bestimmbare Drehbewegung oder lineare Bewegung abgegeben wird.

Eine allgemeine Lösung für die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird bereits in der DT-PS 9 39 968 angegeben, wo auch schon ein Planetengetriebe zur Übertragung einer Bewegung zwischen zwei

gegeneinander verdrehbaren Bauteilen verwendet wird. Hierbei treten bereits Merkmale auf, die teilweise den Merkmalen a) bis c) des Patentanspruchs ! entsprechen. Bei der bekannten Vorrichtung ist allerdings die vom Ausgangselement des Differentialgetriebes abgegebene Bewegung nicht ganz unabhängig vom Rotationszustand der gesamten Vorrichtung. Auf diese Weise ist es nicht möglich, eine Bewegung aus dem einen Bauteil in das andere zu übertragen und dort unabhängig vom Rotationszustand der beiden Bauteile gegeneinander als bestimmte Linear- oder Drehbewegung an einer bestimmten Stelle abzugeben. Weiterhin ist durch die bekannte Vorrichtung die Aufgabe nicht gelöst, den Bereich um die Mittelachse des Drehringes herum von allen Übertragungsvorrichtungen freizuhalten, so daß hier andere Vorrichtungen angeordnet werden können. Schließlich ist dieser Druckschrift auch nichts darüber zu entnehmen, wie eine solche Vorrichtung als geschlossenes Bauteil ausgeführt werden könnte.

Verschiedene vorteilhafte Ausführungsfc;'men der erfindungsgemäßen Getriebeanordnung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Hierbei ist es durch die DT-AS 11 99 088 grundsätzlich bekannt, als Differentialgetriebe, das eine lineare Bewegung abgibt, ein Spindelgetriebe zu verwenden.

Das erste Bauteil der erfindungsgemäßen Getriebeanordnung kann, muß aber nicht, ein feststehendes Bauteil sein. Die Welle zum Antrieb des zu eiten Zahnkranzes ist außerhalb der Mitte des Drehringes angeordnet, um den Bereich um die Mittelachse des Drehringes herum ireizuhalten. Hier können andere Vorrichtungen angeordnet werden. So kann beispielsweise die erfindungsgemäße Einrichtung bei einer auf einem Panzerfahrzeug angeordneten Lafette für eine Waffe verwendet werden, wenn koaxial zum Drehring innerhalb der Lafette beispielsweise ein Sichtgerät, eine Achse oder eine Welle angeordnet werden sollen und gleichzeitig die Rieht- und Bedienungsbewegungen für die Waffe auf rein mechanische Weise vom Innenraum des Fahrzeuges aus in die Lafette übertragen werden sollen.

Im folgenden wird anhand der Zeichnungen ein Ausführungsbeispiel für den Gegenstand der Erfindung näher erläutert.

F i g. 1 zeigt die erfindungsgemäße Einrichtung in einer Draufsicht bei geöffnetem Gehäuse;

F i g. 2 ist ein Schnitt nach der Linie H-II in F i g. 1.

In den F i g. 1 und 2 ist eine Getriebeanordnung zur mechanischen Übertragung von Bewegungen aus dem Innenraum eines nicht näher dargestellten Bauteils A in den Innenraum eines ebenfalls nicht näher dargestellten Bauteils δ dargestellt. Teil A könnte beispielsweise der Bedienungsstand eines Panzerfahrzeuges sein und Teil ßdie auf dem Bedienungsstand montierte Lafeue einer Waffe.

Es werden zwei verschiedene Bewegungen übertragen zu Steuer- oder Antriebszwecken, die nicht näher ausgeführt werden und auch für den Gegenstand der Erfindung nicht wesentlich sind. Von den zwei übertragenen Bewegungen wird eine als lineare Druck- oder Zugbewegung und eine als Rotationsbewegung abgegeben. Teil B ist auf Teil A über einen auf Kugeln laufenden Drehring C gelagert. Diese zu übertragenden Bewegungen werden im Teil A als Rotationsbewegungen erzeugt und durch die Einrichtung übertragen und in die gewünschte Bewegungsform umgewandelt, die in Richtung, Weg und Zeit genau durch den Antrieb von Bauteil A aus zu bestimmen ist. Rotationsbewegungen zwischen Bauteil A und Bauteil S der Einrichtung haben, wie weiter unten näher ausgeführt wird, keinen Einfluß auf die durch den Drehring hindurch übertragenen Bewegungen.

Wie aus. den F i g. 1 und 2 ersichtlich, ist auf der Trennwand zwischen Bauteil A und Bauteil B innerhalb des Drehringes C und koaxial zu diesem ein Zahnkranz 1 angeordnet, der fest mit dem Bauteil A verbunden ist. Der Zahnkranz 1 weist eine Außen- und innenverzahnung auf. Über dem Zahnkranz 1 ist mit gleichem Durchmesser und gleicher Zahnzahl ein weiterer Zahnkranz 2 angeordnet, der gegenüber dem Zahnkranz 1 mindestens um einen gewissen Winkelbetrag verdrehbar ist Über dem Zahnkranz 2 ist ebenfalls mit gleichem Durchmesser und gleicher Zähnezahl ein dritter Zahnkranz 9 angeordnet, der sowohl gegenüber dem Zahnkranz 1 als auch gegenüber dem Zahnkranz 2 verdrehbar ist Auch die Zahnkränze 2 und 9 weisen sowohl eine Außen- als auch eine Innenverzahnung auf. Der Zahnkranz 2 wird über eine Welle 3 mit Bauteil A aus angetrieben, die mit einem Zahnrad in die Außenverzahnung des Zahnkranzes 2 eingreift. Senkrecht zur Lagerung der Zahnkränze ist ein Spindelgetriebe 4a, 4b angeordnet. Hierbei ist die Spindel 4a an ihrem unteren Ende in ihrer Längsrichtung verschiebbar in einem Zahnrad 5 unverdrehbar geführt, das in die Innenverzahnung des Zahnkranzes 1 eingreift. Die Spindelmutter 4b greift über ein Zahnrad 6 in die Innenverzahnung des bewegbaren Zahnkranzes 2 ein. Spindel 4a und Spindelmutter 4b sind in nicht eigens dargestellter Weise im Gehäuse des Bauteils B gelagert. An ihrem oberen Ende ist die Spindel 4a über ein Axiallager 19 mit einem in der angegebenen Pfeilrichtung nach oben und unten verschiebbaren Bauteil 20a verbunden, an das sich ein Drahtzug 20b anschließt.

Wird über die Welle 3 der Drehkranz 2 in Drehung versetzt, so erfährt die Spindelmutter 4b über die Bewegung des Zahnkranzes 2 gegenüber der feststehenden Spindel 4a eine Drehung. Da die Spindel über die Axialführung im Zahnrad 5, das sich in Eingriff mit dem feststehenden Zahnkranz 1 befindet, am Mitdrehen gehindert wird, führt sie entsprechend der Drehrichtung eine Hub- oder Senkbewegung durch. Ihre Lageveränderung wird durch die Führung im Zahnrad 5 ermöglicht, so daß der Eingriff des Zahnrades 5 mit dem festen Zahnkranz 1 bestehen bleibt. Setzt nun zusätzlich eine Rotationsbewegung zwischen Bauteil A und Bauteil B ein, so wird über das in diesem Falle am Zahnkranz 1 abrollende Zahnrad 5 die Spindel selbst in Umdrehung versetzt. Gleichzeitig dreht sich die Spindelmutter 4b infolge der entsprechenden Auslegung der Zahnkränze 1 und 2 sowie der Zahnräder 5 und 6 in gleicher Richtung und um gleiche Beträge. Dies hat zur Folge, daß die Rotationsbewegung zwischen den Bauteilen A und B keinen Einfluß auf die Lage der Spindel 4a hat. Die Axialbewegung der Spindel 4a wird nur von Relativbewegungen zwischen dem Zahnkranz 1 und dem Zahnkranz 2 bewirkt. Die bei der Rotation der Bauteile A und B auftretende Drehung der Spindel 4a wird von dem Axiallager 19 aufgenommen, so daß nur Hub- und Senkbewegungen der Spindel am Bauteil 20a abgenommen werden. Die Steigung der Spindel 4a bestimmt die Größe der Übersetzung für Drehzahl und Drehmoment.

Zur Übertragung von Rotationsbewegungen aus Bauteil A in Bauteil B dient die außerhalb der Mittelachse des Drehringes durch die Trennwand zwischen Bauteil A und Bauteil S geführte Antriebswel-

le 8, die über ein Zahnrad mit der Außenverzahnung des drehbaren Zahnkranzes 9 in Eingriff steht. An der Innenseite des Zahnkranzes 9 ist ein Planetengetriebe 10 angeordnet, welches mit der Welle seines inneren Zentralrades 11 über ein Zahnrad 12 in die Innenverzahnung des feststehenden Zahnkranzes 1 eingreift. Das äußere Zentralrad 13 des Planetengetriebes 10 ist über ein Vorgelege 15 mit der Innenverzahnung des drehbaren Zahnkranzes 9 in Verbindung. Die beiden Planetenräder 14 des Planetengetriebes 10 sind über ihren Träger mit der Abtriebswelle 16a des Getriebes verbunden, an welche sich über ein doppeltes Kreuzgelenk mit Längenausgleich 166 ein Gestänge anschließt. Planetengetriebe 10 und Vorgelege 15 sind in dem mit Mitnehmernocken Tb versehenen Gehäuse 7a des Bauteils B gelagert.

Wird über die Antriebswelle 8 eine Drehbewegung zwischen dem drehbaren Zahnkranz 9 und dem festen Zahnkranz 1 herbeigeführt, so überträgt sich diese Bewegung über das Vorgelege 15 auf das äußere Zentralrad 13 des Planetengetriebes 10. Da das innere Zentralrad 11 über seine Welle und das Zahnrad 12 mit dem festen Zahnkranz 1 verbunden ist, bleibt es in Ruhe, und die beiden Planetenräder umlaufen das innere Zentralrad in bekannter Weise. Sie übertragen dabei die Drehbewegung in dem gewünschten Verhältnis auf die Abtriebswelle 16a.

Erfolgt zwischen Bauteil A und Bauteil B der Einrichtung eine Rotationsbewegung, so rollt gleichzeitig einerseits das Vorgelege 15 auf dem drehbarer Zahnkranz 9 und andererseits das mit dem innerer Zentralrad 11 verbundene Zahnrad 12 auf der Zahnkranz 1 ab. Das Vorgelege 15 überträgt seine Bewegung auf das äußere Zentralrad 13, während da; innere Zentralrad 11, vom Zahnrad 12 angetrieben, sich ebenfalls dreht. Durch die Umkehrung der Drehrichtung über das Vorgelege 15 wird erreicht, daß beide Zentralräder 13 und 11 sich gegenläufig bewegen

ίο Entsprechend gewählte Übersetzungen bewirken, daC die Planetenräder 14 zwischen den Zentralrädern 11 und 13 ohne eine Drehung des Trägers abrollen. Eint zusätzlich herbeigeführte Bewegung der Antriebswelle 8, die zu einer Relativbewegung der Zahnkränze 1 und ί gegeneinander führt, wird zusätzlich in das Planetenge triebe 10 eingeleitet, so daß zwischen inneren Zentralrad 11 und äußerem Zentralrad 13 ein veränder tes Drehverhältnis eintritt. Durch die Veränderung dei Gegenläufigkeit wird der Träger und damit di< Abtriebswelle 16a in Bewegung gesetzt und dreht siel unbeeinflußt von der Rotationsbewegung zwischen dei Bauteilen A und B in der durch die Drehung de Antriebswelle 8 bestimmten Weise. Dabei werden di< Rotationsbewegungen stets richtungsgleich übertragei und Drehzahl und Drehmoment erfahren eine von de Auslegung des Planetengetriebes 10 abhängige und voi der Drehrichtung der Bauteile A und B gegeneinande unbeeinflußte konstante Veränderung.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Getriebeanordnung zur mechanischen Übertragung von Bewegungen aus dem Innenraum eines ersten Bauteiles in den Innenraum eines zweiten, gegen das erste endlos verdrehbaren Bauteiles, wobei das zweite Bauteil mit dem ersten Bauteil Ober einen Drehring verbunden ist, gekennzeichnet durch die Kombination folgender Merkmale:

a) Am ersten Bauteil (A) sind koaxial innerhalb des Drehringes (C) mindestens ein mit dem ersten Bauteil fest verbundener erster Zahnkranz (1) und mindestens ein gegen das erste Bauteil um die Mittelachse des Drehringes (C) verdrehbarer zweiter Zahnkranz (2,9) angeordnet;

b) am zweiten Bauteil (B) ist mindestens ein mit diesem fest verbundenes Differentialgetriebe (4a, 4/j, 10) angeordnet, dessen erstes Eingangselement über ein Zahnrad (6, 15) mit dem zweiten Zahnkranz (2, 9) und dessen zweites Eingangselement über ein Zahnrad (5, 12) mit dem ersten Zahnkranz (1) verbunden ist und dessen Ausgangselement (20a, i6a) so eine von der Relativbewegung zwischen dem ersten und dem zweiten Zahnkranz abhängige Bewegung abgibt;

c) der außen- und innenverzahnte zweite Zahnkranz (2, 9) ist über ein Zahnrad auf einer außerhalb des Mittelachsenbereiches des Drehringes (C) angeordneten, drehbaren Welle (3,8) vom Innenraum des ersten Bauteiles (A) her antreibbar;

d) die Einrichtung ist als geschlossene Baueinheit ausgeführt, die eine mit dem ersten Bauteil (A) fest verbundene bzw. verbindbare Grundplatte aufweist, auf der über den Drehring (C) ein mit dem zweiten Bauteil (B) fest verbundenes bzw. verbindbares Gehäuse (7 a) angeordnet ist, wobei die Zahnkränze (1, 2, 9) und die Differentialgetriebe (4a, 46, 4c) innerhalb des Gehäuses (7a) angeordnet sind.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Differentialgetriebe ein Planetengetriebe (10) ist, wobei die Welle des inneren Zentralrades (11) über ein Zahnrad (12) in die Verzahnung des ersten, mit dem ersten Bauteil (A) fest verbundenen Zahnkranzes (1) eingreift, während das äußere Zentralrad (13) über ein Vorgelege (15) mit dem zweiten, gegen das erste Bauteil (A) verdrehbaren Zahnkranz (9) verbunden ist und die beiden Planetenräder (14) über ihren Träger mit der Abtriebswelle (16a) des Planetengetriebes verbunden sind.

3. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Differentialgetriebe ein Spindelgetriebe (4a, 4b) ist, wobei das eine Ende der Spindel (4a) in Achsrichtung verschiebbar, aber unverdrehbar in einem Zahnrad (5) geführt ist, das in die Verzahnung des ersten mit dem ersten Bauteil (A) fest verbundenen Zahnkranzes (1) eingreift, während die Spindelmutter (46,1 über ein Zahnrad (6) mit dem zweiten, gegen das erste Bauteil verdrehbaren Zahnkranz (2) verbunden ist und das andere Ende der Spindel über ein Axiallager (19) mit einem linear verschiebbaren Bauteil (20) verbunden ist.

4. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein erster und mindestens ein zweiter Zahnkranz (1 bzw. 2, 9) gleichen Durchmesser und gleiche Zähnezahl aufweisen und übereinander angeordnet sind.

5. Anordnung nach einem der Ansprüche \ bis 4, gekennzeichnet durch mindestens ein Planetengetriebe (10) und mindestens ein Spindelgetriebe (4a, 4b) als Differentialgetriebe.