DE2822740B2 - Lösbare Energieübertragungsvorrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine lösbare Energieübertragungsvorrichtung wie sie beispielsweise gemäß DE-OS 04 354 vorgeschlagen wird, bei der allerdings die Energie gespeichert und steuerbar abgegeben werden soll. Zu diesem Zweck ist bei dem als älteres Recht zu würdigenden Vorschlag vorgesehen, daß das Antriebselement mit einem Federspeicher über ein Zahnradgetriebe gekuppelt ist, das abwechselnd von einer Energiequelle oder von dem Federspeicher angetrieben wird. Das Zahnradgetriebe ist an einem Hebel gelagert, der zwischen zwei der jeweiligen Antriebsart entsprechenden Stellungen schwenkbar gelagert ist, wobei eine Sperreinrichtung die Auslösung der Abgabe der Energie des Federspeichers steuert Der Hebel ist um die Achse eines der Zahnräder des Zahnradgetriebes schwenkbar gelagert und ein mit diesem Zahnrad kämmendes, zentrales Zahnrad steht in einer Stellung des Hebels zum Speichern der Energie in dem Federspeicher als erstes Zahnrad mit dem Antriebselement in Eingriff und koppelt in der anderen Stellung des Hebels den Federspeicher mit der Sperreinrichtung. Der Federspeicher steht mit dem Zahnradgetriebe über eine Zahnstange in Eingriff, die beim Speichern der Energie durch das um die Schwenkachse des Hebels drehbare Zahnrad in Richtung eines Anschlages bewegbar ist bei Erreichen des Anschlages hält die Zahnstange das s Zahnrad an und das noch mit dem Antriebselement in Eingriff stehende erste bzw. zentrale Zahnrad rollt unter Auslösung der Schwenkbewegung des Hebels auf der.i durch die Zahnstange angehaltenen Zahnrad ab. An dem freien Ende des Hebels sind eine Feder und zwei ίο Anschläge angeordnet die die beiden Stellungen des Hebels bestimmen. Die Hebelkraft der Zahnstange bezüglich des Drehpunktes des Hebels hat dabei infolge der elastischen Reaktion der Feder das Bestreben, den Hebel in seine Außereingriffsstellung zu schwenken. Außerdem wird ein weiteres Drehmoment auf den Hebel durch das Ritzel des Antriebselements übertragen, wenn es mit dem ersten Zahnrad des Zahnradgetriebes kämmt Ein derartiges Drehoment hat ebenfalls das Bestreben, den Hebel von dem Antriebsritzel wegzudrehen. Diese Drehmomente überlagern sich an dem Hebel und stören insbesondere beim Auskuppeln.

Es ist deshalb Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die an dem Hebel wirksamen Drehmomente beim Auskuppeln zu reduzieren.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Um auch die an dem Hebel wirksamen Drehmomente beim Auskuppeln zu reduzieren, wenn eine Sperrklinkenanordnung vorgesehen ist durch die ein Federspeieher freigegeben werden kann, sind die vorteilhaften Merkmale von Anspruch 2 vorgesehen.

Dadurch sind alle an dem Hebel wirksamen Drehmomente bei dem jeweiligen Auskuppeln reduziert bzw. weitgehend ausgeschaltet und eine bistabile Einrichtung gemäß Anspruch 3 zum Halten des Hebels in einer von seinen Stellungen kann relativ leicht ausgelegt werden.

Die Energieübertragungsvorrichtung ist für verschiedene Einsatzmöglichkeiten geeignet, bei denen nach Erreichen bestimmter Bedingungen ein Schaltvorgang ausgelöst bzw. ausgeführt werden soll. Ein Beispiel hierfür ist die Energiespeicherung und gegebenenfalls die steuerbare Abgabe der gespeicherten Energie.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wiedergegeben, das anhand der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert wird. Es zeigt

F i g. 1 schematisch das Zahnradgetriebe an dem Hebel,

F i g. 2 die Vorrichtung in ihrer Eingriffsstellung mit so dem Antriebselement und

F i g. 3 die Vorrichtung in ihrer Außereingriffsstellung von dem Antriebselement.

Gemäß F i g. 1 ist ein Hebel 1 an einem einen Drehpunkt 2 bildenden Zapfen schwenkbar gelagert und trägt ein Zahnradgetriebe, bestehend aus einem ersten Zahnrad 3, das mit einem Ritzel 4 verbunden ist, einem Zwischenzahnrad 5, das mit einem Ritzel 6 verbunden ist, und einem letzten Zahnrad 7.

Die Zahnräder übertragen die Bewegung von einem Antriebsritzel 8 auf ein angetriebenes Zahnrad 9, wenn sich der Hebel 1 in seiner in F i g. 1 gezeigten Eingriffsstellung befindet. Der Drehpunkt 2 des Hebels 1 stimmt mit dem Eingriffspunkt der Teilkreise der Zahnräder 7 und 9 überein.

Wenn eine Zahnstange als angetriebenes Element verwendet wird, muß der Drehpunkt 2 des Hebels 1 mit dem Eingriffspunkt des Teilkreises des letzten Zahnrades 7 und der Teilgeraden der Zahnstange übereinstim-

men. Im allgemeinen fällt daher die Achse des den Drehpunkt 2 bildenden Schwenkzapfens mit dem Eingriffspunkt des Teilkreises des letzten Zahnrades 7 des Getriebes mit dem Teilkreis des angetriebenen Zahnrades 9 zusammen.

Der Drehpunkt 2 liegt auch auf der Eingriffslinie A der Verbindung zwischen dem Antriebsritzel 8 und dem ersten Zahnrad 3 des Zahnradgetriebe:,, wenn sich das Antriebsritzel 8 in Richtung des Pfeiles Cbzw. — gemäß Fig. 1 — im Gegenuhrzeigersinn dreht, wobei das angetriebene Zahnrad 9 sich in Richtung des Pfeile;. D — gemäß Fig. 1 — im Gegenuhrzeigersinn dreht

Bei dieser Anordnung verursachen die Bewegung des Antriebsritzels 8 in Verbindung mit dem ersten Zahnrad 3 und die Reaktion des Zahnrades 9 kein Drehmoment is am Hebel 1. Der Hebel 1 kann dann mit minimaler Kraft zwischen seiner Eingriffsstellung gemäß F i g. 1 und 2 und seiner Außereingriffsstellung gemäß F i g. 3 bewegt werden, in der der Hebel 1 an einem mit dem Rahmen fest verbundenen Anschlag 10 anliegt In seiner Eingriffsstellung liegt der Hebel 1 dagegen an einem Anschlag 10' an. Eine übliche bistabile Feder 11 kann den Hebel 1 in einer seiner beiden Endstellungen halten.

Wenn das Antriebsritzel 8 im Uhrzeigersinn gedreht wird, d. h. entgegengesetzt zum Pfeil C, wird das Drehmoment aufgrund des Eingriffs des Antriebsritzels 8 mit dem ersten Zahnrad 3 bezüglich des Hebels 1 nicht mehr aufgehoben, da die Eingriffslinie nicht mehr durch den Drehpunkt 2 des Hebels 1 läuft Dieses Drehmoment zwingt den Hebel 1, die Kraft der Feder 11 zu überwinden, so daß dadurch eine selbstlösende Einrichtung geschaffen wird. Die Transmission kann somit nicht unterbrochen werden, wenn sich das angetriebene Zahnrad 9 nicht im Uhrzegersinn drehen kann, d. h. entgegengesetzt zum Pfeil D.

Der Schwenkwinkel des Hebels 1 um den Drehpunkt 2 ist sehr klein, reicht jedoch aus, um das erste Zahnrad 3 vom Antriebsritzel 8 zu trennen. Aufgrund von herstellungs- und konstruktivbedingtem Spiel und Asymmetrien ist es nicht möglich, den Hebel 1 vollkommen von der Einwirkung von Drehmomenten zu befreien, doch können diese in Abhängigkeit von der Bearbeitungsgenauigkeit sehr klein gehalten werden.

Bei der in F i g. 2 und 3 gezeigten Vorrichtung kommen die gleichen Grundprinzipien zur Anwendung und entsprechende Teile sind mit gleichen Bezugsziffern wie in F i g. 1 versehen.

Das angetriebene Zahnrad 9 zum Aufwickeln einer Feder 12 ist mit einem Mechanismus verbunden, der beispielsweise zur Steuerung des Ablaufs einer be- so stimmten Folge von Vorgängen um etwa 360° in Richtung des Pfeiles D bei Antrieb durch das Antriebsritzel 8 und in der entgegengesetzten Richtung bei Antrieb durch eine Feder 12 drehen soll. Dabei dreht das Antriebsritzel 8 das angetriebene Zahnrad 9, wenn der Hebel 1 in seiner in F i g. 2 gezeigten Stellung ist, und das angetriebene Zahnrad wickelt die Feder 12 auf, bis ein Vorsprung 13 des angetriebenen Zahnrades 9 an einen Ansatz 14 eines Hebels 15 anschlägt, dessen Drehpunkt auf seinem Drehzapfen 16 lieg*. Wenn das angetriebene Zahnrad 9 noch weiter gedreht wird, wird der Hebel 15 um den Zapfen 16 geschwenkt und eine Seite eines in dem Hebel 15 ausgebildeten Schlitzes 18 gibt einen Anschlag 17 frei, bis eine bistabile entsprechend der Feder 11 in F i g. 1 ausgebildete Feder 19, die sich über ihren Totpunkt hinaus bewegt, den Hebel 1 veranlaßt, in seine Außereingriffsstellung gemäß F i g. 3 zu schnappen und den Hebel 15 mit der anderen Seite seines Schlitzes 18 an den Anschlag 17 zu legen.

In der Außereingriffsstellung gemäß F i g. 3 wird die Feder 12 abgewickelt und dreht das Zahnrad 9 in Richtung des Pfeiles E Um diesen Abwickelvorgang zu steuern, sind ein Ritzel 20, das mit einem drei Nocken aufweisenden Rad 21 verbunden ist, und eine kleine Sperrklinke 22, die dem Rad 21 angepaßt ist, an dem Hebel 1 drehbar gelagert Die Sperrklinke 22, die be^; 23 schwenkbar gelagert ist, hat einen Vorsprung 24, an dem der bewegliche Teil 25 eines Sperrelais 26 angreifen kann, wenn der Hebel 1 in seiner Außereingriffsstellung und das Relais 26 erregt ist so daß sich der bewegliche Teil 25 in seiner in durchgehenden Linien in Fig.3 gezeigten Stellung befindet Wenn das Relais 26 entregt wird, kehrt der bewegliche Teil 25 in seine in unterbrochenen Linien in Fig.3 gezeigte Stellung, beispielsweise unter der Wirkung einer nichtgezeigten Feder, zurück, 'ind die kleine Sperrklinke 22 kann frei schwingen, so daß sich das Zahnrad 9 unter der Wirkung der Feder 12 langsam drehen kann.

Das Nockenrad 21 und die Sperrklinke 22 haben ein zusätzliches, heraufsetzendes Übersetzungsverhältnis, das die minimale Kraft zwischen dem Vorsprung 24 der Sperrklinke 22 und dem beweglichen, als Anker ausgebildeten Teil 25 des Relais 26 verringert, wobei gleichzeitig die Schwingungen der Sperrklinke vervielfacht werden. Auf diese Weise kann die Sperrklinke als Steuerung und als Ausgleichselement des Ausgangs der Vorrichtung verwendet werden, wenn die Feder 12 abgewickelt wird. Durch elastisch nachgiebige Belastung der Sperrklinke 22, beispielsweise durch eine Reibkupplung, ist es außerdem möglich, die Vorrichtung mit einer genau definierten Geschwindigkeit schwingen zu lassen.

Damit die Sperrklinkenanordnung kein zusätzliches Drehmoment auf den Hebel 1 aufbringt, ist es zweckmäßig, die Reaktionslinie B zwischen dem Vorsprung 24 der Sperrklinke 22 und dem beweglichen Teil 25 durch den Drehpunkt 2 des Hebels 1 verlaufen zu lassen. Die Eingriffsstellung der Sperrklinkenanordnung gemäß F i g. 3 veranlaßt daher den Hebel 1 nicht, die Stellung gemäß F i g. 3 zu verlassen.

Nachdem sich das Zahnrad 9 um etwa 360° in Richtung des Pfeiles E gedreht hat, berührt der Vorsprung 13 den Ansatz 14 des Hebels 15 und veranlaßt diesen, sich — gemäß Fig.3 — im Gegenuhrzeigersinn zu drehen, bis die bistabile Feder 19 über ihren Totpunkt hinaus läuft und den Hebel 1 veranlaßt, in seine Eingriffsstellung gemäß F i g. 2 zu schnappen.

Das Nockenrad 21 kann mehr als drei Nocken haben und es kann ebenso wie die Sperrklinke 22 durch irgendein anderes Freilaufsystem ersetzt werden. Außerdem können andere Sperrklinkenanordnungen verwendet werden.

Wenn die Reaktion der Sperrklinkenanordnung ausreichend klein ist, wenn beispielsweise das Zahnradgetriebe ausreichend übersetzt ist, kann die Reaktionslinie B gegenüber dem Drehpunkt 2 des Hebels 1 versetzt werden, ohne daß dadurch die Reduktion der Drehmomente merklich beeinträchtigt wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Lösbare Energieübertragungsvorrichtung, bestehend aus einem Zahnradgetriebe, das an einem Hebel angeordnet ist, der an einem Rahmen um einen Drehpunkt und zwischen einer Eingriffsstellung, in der ein erstes Zahnrad des Zahnradgetriebes mit einem Antriebselement kämmt, und einer Außereingriffsstellung, in der das erste Zahnrad von dem Antriebselement getrennt ist, schwenkbar gelagert ist, wobei das letzte Zahnrad des Zahnradgetriebes mit einem angetriebenen Element ständig in Eingriff bleibt, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehpunkt (2) des Hebels (1) mit dem Eingriffspunkt der Teilkreise des letzten Zahnrades (7) des Zahnradgetriebes (3 bis 7) und des angetriebenen Elements (9) fluchtet und auf der Eingriffslinie (A) zwischen dem Antriebselenrent (8) und dem ersten Zahnrad (3) des Zahnradgetriebes (3 bis 7) liegt

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehpunkt (2) des Hebels (1) auf der Reaktionslinie (B) einer dem Hebel (1) zugeordneten Sperrklinkenanordnung (24, 25) zum Steuern der Freigabe einer durch das angetriebene Element (9) gespannten Feder (12) liegt

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet daß das eine bzw. die Feder (12) in der Eingriffsstellung des Hebels (1) spannende, angetriebene Element (9) mit einer bistabilen Einrichtung (13 bis 19) zusammenwirkt, um den Hebel (1) in seine Außereingriffsstellung zu drücken, daß die bistabile Einrichtung einen Vorsprung (13) an dem angetriebenen Element (9), einen bistabilen Hebel (15), der an dem Rahmen gelagert ist und einen Ansatz (14) aufweist an dem der Vorsprung (13) des angetriebenen Elements (9) angreifen kann, und eine bistabile Feder (19) umfaßt, die den bistabilen Hebel (15) mit dem Hebel (1) verbindet, und daß an dem Rahmen ein Anschlag (17) zur Begrenzung des Drehwinkels des bistabilen Hebels (15) vorgesehen ist.