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Antriebsvorrichtung für ein Fahrzeug
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insbesondere Krankenfahrstuhl Zus ammenfas sung Es wird eine Antriebsvorrichtung
für ein Fahrzeug vorgeschlagen, die das Fahrzeug bei nicht in Betrieb befindlichem
Antriebsmotor auch auf steilen Fahrstrecken absolut sicher bremst und im Stand festhält,
ohne daß dieser Bremsvorgang eine zusätzliche Bedienung erfordert. Diese insbesondere
für einen Krankenfahrstuhl notwendige Antriebsvorrichtung umfaßt einen Motor, bei
dem es sich
vorzugsweise um einen batterie getriebenen Gleichstrommotor
handeln kann, der über ein Untersetzungsgetriebe, welches als Getriebe mit hohem
Wirkungsgrad - etwa ein Stirnradgetriebe - ausgestaltet ist, und eine Einrichtung,
die ein Drehmoment nur auf die anzutriebende Achse, nicht aber in entgegengesetzter
Kraftflußrichtung überträgt. Die Einrichtung überträgt ein Drehmoment in zwei Umdrehungsrichtungen
von einer ersten auf eine zweite Welle; bei Drehmomentübertragung von der zweiten
auf die erste Welle wirkt die Einrichtung selbstsperrend. Die Einrichtung ist als
Gesperre ausgestaltet, welches in einer bevorzugten Ausführungsform ein Federelement,
insbesondere eine Schling-oder Spreizfeder als Sperrglied aufweist.
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Stand der Technik Die Erfindung geht aus von einer Antriebsvorrichtung
für ein Fahrzeug nach der Gattung des Hauptanspruchs. Es ist schon eine Antriebsvorrichtung
bekannt, bei der der Çntriebsmotor über ein entsprechend dimensioniertes Schneckengetriebe
auf die anzutreibende Achse des Fahrzeugs - also etwa des Krankenfahrstuhls - wirkt.
Dieses Schneckengetriebe hat allerdings den Nachteil eines sehr schlechten Wirkungsgrades,
was gerade bei batteriegetriebenen Fahrzeugen besonders stark ins Gewicht fällt.
Dazu kommt noch, daß die Selbsthemmung unzuverlässig sein. kann.
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Vorteile der Erfindung Die erfindungsgemäße Antriebsvorrichtung mit
den kennzeichnenden Merkmalen des Eauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß
ein Getriebe mit hohem Wirkungsgrad verwendet wird, was sich letztlich in guten
Bahrleistungen bzw. in einem großen Aktionsradius des Fahrzeugs bemerkbar macht.
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Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Merkmale sind vorteilhafte
Weiterbildungen und Verbesserungen der im Hauptanspruch angegebenen Antriebsvorrichtung
möglich. Besonders vorteilhaft ist, wenn das Gesperre ein feststehendes, eine zylindrische
Arbeitsfläche aufweisendes, insbesondere rohrförmiges Bauteil hat, zu dem koaxial
ein erstes mit der einen Welle verbundenes drehbares Glied angeordnet ist, welches
zwei parallel zu seiner Drehachse auf gleichem Teilkreis angeordnete Mitnehmer hat
und mit einem zweiten, um die gleiche Achse drehbaren mit der anderen Welle verbundenen
Glied, das mit wenigstens einem Vorsprung zwischen die Mitnehmer des ersten Gliedes
greift, Hierdurch ergeben sich besonders kompakt bauende Ausführungsformen eines
mit einer Schling- oder Spreizfeder als Sperrglied versehenen Gesperres.
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Zeichnung Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung
dargestellt und in der nachSolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen Fig.
1 eine Antriebsvorrichtung für ein Fahrzeug im Langsschnitt, Fig. 2 einen Schnitt
längs II-II der Fg. 1, Fig. 3 ein zweites Ausführungsbeispiel einer Antriebsvorrichtung
im Langsschnitt und Fig. 4 einen Schnitt längs IV-IV der Fig. 3.
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Beschreibung der Erfindung In den Fig. 1 und 2 der Zeichnung ist ein
erstes Ausführungsbeispiel einer Antriebsvorrichtung für ein Fahrzeug, vorzugsweise
für einen rankenfahrstuhl, dargestellt. Die Antriebsvorrichtung ist als Baueinheit
in
einem glockenförmigen Gehäuse 1 angeordnet. Das Gehäuse 1 wird auf in der Zeichnung
nicht dargestellte aber an sich bekannte Art und Weise an dem anzutreibenden Fahrzeug
befestigt. Aus einem am glockenförmigen Gehäuse 1 angeordneten hülsenförmigen Lagerfortsatz
2 ragt eine Abtriebswelle 3 der Antriebsvorrichtung heraus. Die Abtriebswelle 3
kann auf an sich bekannte Art und Weise mit der anzutreibenden Achse des Fahrzeugs
verbunden werden. Dazu kann auf der Abtriebswelle 3 zum Beispiel eine Xeilriemenscheibe
befestigt werden, mit deren Hilfe das Antriebsdrehmoment auf die Achse des Fahrzeugs
gebracht wird.
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Im Innern des glockenförmigen Gehäuses 1 der Antriebsvorrichtung ist
ein in der Zeichaung nicht näher dargestellter elektrischer Antriebsmotor 4 angeordnet.
Bei dem Antriebsmotor handelt es8;sich etwa um einen permanent-magnetisch erregten
Gleichstrommotor, der seinen Fahrstrom aus einer im Fahrzeug mitgeführten Batterie
bezieht. Wie in Fig. 1 ersichtlich, ist der Motor 4 im oberen Teil des glockenförmigen
Gehäuses 1 angeordnet. Der Motor 4 hat eine Welle 5, deren dem Motor abgewandtes
freies Ende in einem im Innern des glockenförmigen Gehäuses 1 angeordneten Lagerbock
6 gelagert ist.
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Auf der Welle 5 des Motors 4 ist ein Motorritzel 7 befestigt, welches
mit einem Stirnrad 8 kämmt. Das Stirnrad 8 ist - wie Fig. 1 erkennen läßt - koaxial
zur Abtriebswelle 3 der Antriebsvorrichtung im Innern des Gehäuses 1 angeordnet.
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Einerseits ist das Stirnrad 8, welches das Ausgangsglied des vom Motorritzel
7 und vom Stirnrad 8 gebildeten Getriebes darstellt, mit einem Wellenzapfen 9 in
einem Zentrallager 10 gelagert und andererseits über einen auf der dem Wellenzapfen
9 abgewandten Seite des Stirnrades 8 angeordneten zweiten Wellenzapfen 11 in einer
zentralen Lagerbohrung 12 der Abtriebswelle 3 der Antriebsvorrichtung geführt.
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coaxial zum Lagerfortsatz 2 ist im Innern des glockenförmigen Gehäuses
1 ein feststehendes, rohrförmiges Bauteil 13 angeordnet, welches an seiner Innenseite
eine zylindrische Arbeitsfläche 14 aufweist, die bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel
mit einem Reibbelag 15 versehen ist. (Es versteht sich, daß der Reibbelag 15 bei
einfacheren Ausführungsbeispielen einer Antriebsvorrichtung auch entfallen kann.)
Im Innern des feststehenden Bauteils 13 liegt auf der zylindrischen Arbeitsfläche
14 bzw. auf dem Reibbelag 15 eine mehrere Windungen aufweisende Spreizfeder 16 auf.
In der in den Fig. 1 und 2 der Zeichnung dargestellten Ruhestellung der Antriebsvorrichtung
liegt die Spreizfeder 16 mit geringer Vorspannung innerhalb des Bauteils 13 an der
Arbeitsfläche 14 an. Die Spreizfeder 16 ist, wie Fig. 1 zeigt, aus einem flachbandförmigen
Federstahl gewickelt.
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Die Endbereiche 17, 18 der Spreizfeder 16 sind nach radial innen weisend
abgewinkelt.
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Innerhalb des rohrförmigen Bauteils 13 ist koaxial ein erstes mit
der Welle 9/11 verbundenes drehbares Glied 19, welches bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel
vom Radkörper des Stirnrades 8 gebildet ist, angeordnet.
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Das Glied 19 hat zwei parallel zu seiner Drehachse auf gleichem Teilkreis
angeordnete Mitnehmer 20, 21. Die Mitnehmer 20, 21 werden bei dem dargestellten
Ausführungsbeispiel von den Endkanten eine r einzigen mit einer achsparallel sich
erstreckenden Aussparung versehenen zylindrischen Seitenwand 22 gebildet, welche
wiederum an dem Glied 19, also am Radkörper des Stirnrades 8, angeordnet ist. Zwischen
die Mitnehmer 20, 21 - hier also in die Aussparung der zylindrischen Seitenwand
22 -ragt ein Vorsprung 23, der an einem mit der anderen Welle - hier der Abtriebswelle
3 der Antriebsvorrichtung -verbundenen zweiten Glied 24 sitzt.
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Die Teile 16 bis 24 bilden ein dem Getriebe 7, 8 in Eraftflußn chtung
gesehen nachgeschaltetes Gesperrte, dessen Funktion im nachfolgenden näher erläutert
wird.
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Das Eingangsglied 20, 21, 22 dieses Gesperres ist zur Erzielung einer
besonders kompakt- bauenden Eonstruktion an das Ausgangsglied des Getriebes - des
Stirnrades 8 angeformt.
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In der in den Fig 1 und 2 dargestellten Stellung befindet sich - wie
schon oben erwähnt - die Antriebsvorrichtung in ihrer Ruhestellung. Beginnt nun
der Antriebsmotor. 4 sich in Richtung des Drehpfeils 25 (Fig. 2) zu drehen, so wird
das Stirnrad 8 und damit das Glied 19 mit seinen von den Endkanten der Seitenwand
22 gebildeten Mitnehmern 20, 21 in Richtung des Drehpfeils 26 in Rotation versetzt.
Wie in Fig. 2 leicht zu ersehen ist, läuft dabei der Mitnehmer 20 auf den nach radial
innen abgebogenen Endbereich 17 der Spreizfeder 16 auf. Hierdurch wird die Spreizfeder
16 um einen geringen Betrag zugezogen, so daß sie von der Arbeitsfläche 14 bzw.
dem Reibbelag 15 abzuheben vermag, wodurch der zwischen der Spreizfeder 16 und der
Arbeitsfläche 14 bzw. dem Reibbelag 15 bestehende Reibschluß aufgehoben wird: Der
sich weiter bewegende Mitnehmer 20 trifft schließlich auf den Vorsprung 23 des zweiten
Gliedes 24 auf und nimmt diesen rotatorisch mit. Das vom Antriebsmotor 4 aufgebrachte
Drehmoment wird so auf die Abtriebswelle 3 der Antriebsvorrichtung übertragen.
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Bleibt der Antriebsmotor 4 nun stehen, so wird der Mitnehmer 20 auf
den Endbereich 17 der Spreizfeder 16 keine diese zuziehende Kraft mehr ausüben,
so daß die Spreizfeder sich wieder aufspreizt und an die Arbeitsfläche 14 bzw. den
Reibbelag 15 anlegt und den Reibschluß wieder herstellt. Befindet sich das angetriebene
Fahrzeug nun auf einer steil abfallenden Fahrstrecke,
so wird das
Fahrzeug infolge seines Eigengewichts bestrebt sein, die schiefe Ebene herunterzurollen.
Dabei wird dann schließlich das zweite Glied 24 in Richtung des Drehpfeils 26 angetrieben,
bis es schließlich auf den nach innen abgebogenen Endbereich 18 der Spreizfeder
16 aufläuft und auf diesen eine aufspreizende Kraft ausübt Hierdurch wird der Reibschluß
zwischen der Außenseite der Spreizfeder 16 und der Arbeitsfläche 14 bzw. dein Reibbelag
15 noch erhöht, wodurch das Fahrzeug sicher in seiner Stellung gehalten wird. Natürlich
können sich, wie besonders aus Fig. 2 zu erkennen ist, das erste Glied 19 gegen
das zweite Glied 24 um einen geringen Drehwinkel relativ gegeneinander bewegen.
Dieser Drehwinkelbereich, der - wie oben beschrieben - zur Funktion der Spreizfeder
notwendig ist, st aber so gering, daß er schließlich nur noch durch eine kaum merkbare
Bewegung des Fahrzeugs wahrgenommen werden kann.
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Bei Drehrichtung des Antriebsmotors 4 in einer dem Drehpfeil 25 ent-gegengese,
zten Drehrichtung sowie bei ansteigender Fahrstrecke, wo das Fahrzeug zurückzurollen
sucht, ist die Funktion des Gesperres 13 bis 24 sinngemäß gleich wie oben beschrieben.
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Das in den Fig. 3 und 4 dargestellte zweite Ausfiihrungsbeispiel einer
Antriebsvorrichtung für ein Fahrzeug unterscheidet sich von dem ersten in den Fig
1 und 2 beschriebenen Ausführungsbeispiel im wesentlichen dadurch, daß anstelle
der Spreizfeder des ersten Ausführungsbeispiels hier eine Schlingfeder als Sperrglied
veiandt wird.
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Die Antriebsvorrichtung ist auch hier wieder in einem gloslrenfö:caigen
Gehäuse 31 angeordnet Aus einem itagerfortsatz 32 ersten sich die Abtriebswelle
33 der Antriebsvorrichtung. Einsatz und Einbau dieses Ausführungsbei spiels unterscheidet
sn c'.) in nichts vom ersten Ausführungsbeispiel.
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Im Innern des Gehäuses 31 ist wiederum ein beispielsweise als permanentmagnetisch
erregter Gleichstrommotor ausgestalteter Motor 34 angeordnet. Auf der Welle 35 des
Motors 34 ist wiederum ein Motorritzel 37 angeordnet, welches mit einem Stirnrad
38 kämmt. Motorritzel 37 und Stirnrad 38 bilden wiederum das Getriebe der Antriebsvorrichtung.
Diesem Getriebe ist ebenfalls in Kraftflußrichtung gesehen ein Gesperre nachgeschaltet.
Das Gesperre besteht wie beim ersten Ausführungsbeispiel aus einem ersten Glied
49, das die Form einer runden Scheibe hat, welche bei diesem Ausführungsbeispiel
allerdings mit der Abtriebswelle 33 der Antriebsvorrichtung verbunden ist. Das erste
Glied 49 des Gesperres hat ebenfalls zwei parallel zu seiner Drehachse auf gleichem
Teilkreis angeordnete lEitnehmer 50, 51, die als Endkanten einer zylindrischen Seitenwand
52 analog zum ersten Ausführungsbeispiel ausgebildet sind. Zwischen die beiden Mitnehmer
50, 51 greift wiederum ein Vorsprung 53, der an einem mit der anderen Welle verbundenen
zweiten Glied 54 des Gesperres angeordnet ist. Sinngemäß wie im ersten Ausführungsbeispiel
wird das zweite Glied vom Radkörper des Stirnrades 38 gebildet.
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Innerhalb und koaxial von Mitnehmern 50, 51 und Vorsprung 53 des ersten
und zweiten Gliedes 49, 54 ist wiederum ein feststehendes Bauteil 43 angeordnet,
welches an seiner Außenfläche die hier konvex geformte zylindrische Arbeitsfläche
44 trägt. (Wie im ersten Ausführungsbeispiel kann die Qrbeitsfläche 44 auch hier
mit einem Reibbelag versehen werden.) Wie aus Fig. 3 ersichtlich, ist das feststehende
Bauteil 43 an einer im Gehäuse 31 befestigten Haltekonsole 57 angeordnet und dient
gleichzeitig als Lagerung für das Stimnrad 38.
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Auf der zylindrischen Arbeitsfläche 44 des feststehenden Bauteils
43 ist als Sperrglied eine Schlingfeder 46
mit geringer Vorspannung
angeordnet, deren Endbereiche 47, 48 nach radial außen abgebogen sind. Die Endbereiche
47, 48 greifen in die Zwischenräume zwischen dem Vorsprung 53 einerseits und den
Mitnehmern 50, 51 andererseits.
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Die Funktion ist sinngemäß ähnlich der des ersten Ausführungsbeispiels.
Bei Rotation des Motorritzels 37 in Richtung des Drehpfeil 55 wird das Stirnrad
38 in Richtung des Drehpfeils 56 angetrieben. Dabei läuft der Vorsprung 53 auf den
Endbereich 48 der Schlingfeder 46 auf. Diese wird aufgebogen, wodurch ihr Reibschluß
mit der Arbeitsfläche 44 aufgehoben wird und der Vorsprung 53 auf den Mitnehmer
51 aufläuft und so das Drehmoment letztlich auf die Abtriebswelle 33 der Antriebsvorrichtung
übertragen kann. Bei Beendigung der Rotation des Antriebsmotors 34 zieht sich die
Schlingfeder wie der in ihre ursprüngliche Stellung zurück, in der der Reibschluß
mit der Arbeitsfläche 44 besteht. Beginnt nun das anzutreibende Fahrzeug zu rollen,
daß heißt mit anderen Worten, wenn ein Drehmoment von der Abtriebswelle 33 in die
Antriebsvorrichtung eingeleitet wird, so übt - åe nach Drehrichtung entweder der
Mitnehmer 50 oder der Mitnehmer 51 eine die Schlingfeder zuziehende Kraft auf die
Endbereiche 47 oder 48 der Schlingfeder aus. Das Ergebnis wird auch hier wieder
ein vollkommenes Festbremsen der Schlingfeder auf der Arbeitsfläche 44 sein.
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Es versteht sich, daß neben den hier beschriebenen Ausführungsbeispielen,
bei denen das Sperrglied als Schling-oder Spreizfeder ausgestaltet ist, auch ein
Gesperre verwendet werden kann, welches einen Rollkörper als Sperrglied aufweist.
Ein solches Gesperre könnte etwa nach dem Prinzip des an sich bekannten Freilaufs
aufgebaut sein.
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