DE3026922C2 - Mechanismus zum Synchronisieren von zwei motorgetriebenen Vorrichtungen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Mechanismus zum Synchronisieren von zwei motorgetriebenen Vorrichtungen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Bei vielen industriellen Anwendungen sollen zwei wi Vorrichtungen, die von zwei getrennten Motoren oder anderen Hauptantrieben betrieben werden, zuverlässig synchronisiert werden. Außer der Drehsynchronisation muß auch manchmal die genaue Winkellage der Drehteile der beiden Vorrichtungen synchronisiert hi werden.

Ein Mechanismus, der im wesentlichen der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Art entspricht.

ist aus der DE-PS 9 05 507 bekannt Dieser bekannte Mechanismus dient zum Synchronisieren von zwei motorgetriebenen Vorrichtungen in bezug auf deren Umlaufgeschwindigkeit; eine zusätzliche Synchronisation in bezug auf die Winkellage der Vorrichtungen ist damit jedoch nicht möglich.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Mechanismus der angegebenen Art zu schaffen, der neben einer Synchronisation der motorgetriebenen Vorrichtung in bezug auf ihre Umlaufgeschwindigkeit mit einfachen Mitteln auch eine solche in bezug auf ihre Winkellage ermöglicht.

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

Wenn die beiden Wellen in bezug auf ihre Umlaufgeschwindigkeit asynchron laufen, wird das Ausgangselement des Planetengetriebes in Drehung versetzt, und zwar so weit, bis das Ausgangselement gegen die zur Begrenzung der Bewegung desselben vorgesehene Einrichtung stößt. Das Ausgangselement kann sich nunmehr nicht mehr weiterdrehen, so daß ein Drehmoment von der ersten Welle auf die zweite Welle übertragen wird. Die der zweiten Welle zugeordnete drehmomentabhängige Kupplung wird durch das vom Planetengetriebe erzeugte, relativ hohe Drehmoment ausgerückt und ist nur in einer vorbestimmten Winkellage zwischen der Welle und der zugehörigen motorgetriebenen Vorrichtung wieder einrückbar. Somit wird durch die erfindungsgemäße Lösung neben der Synchronisation der Umlaufgeschwindigkeiten der Wellen mit relativ einfachen Mitteln auch eine solche in bezug auf ihre Winkellage erreicht.

Ergänzend zum Stand der Technik sei noch auf die DE-AS 10 47 629 verwiesen, die eine Regeleinrichtung beschreibt, bei der den jeweiligen Antriebsmotoren Schlupfkupplungen zugeordnet sind. Diese dienen jedoch nicht dazu, eine Synchronisation der beiden motorgetriebenen Vorrichtung in bezug auf ihre Winkellage zu ermöglichen, .'-uch ist in dieser Veröffentlichung nicht die erfindungsgemäß vorgesehene Begrenzungseinrichtung fii- die Rotation des Ausgangselementes des Planetengetriebes beschrieben. Vorteilhafte Weiterbildungen des Erfindungsgegenstandes gehen aus den Unteransprüchen hervor.

Die Erfindung ist nachstehend näher erläutert. Die Zeichnung zeigt

Fig. 1 einen schematischen senkrechten Schnitt durch einen Mechanismus zum Synchronisieren von zwei motorgetriebenen Vorrichtungen;
F i g. 2 einen Schnitt in der Ebene 2-2 der F i g. 1; und F i g. 3 einen Schnitt in der Ebene 3-3 der Fig. 1.
Zwei Wellen 1 und 2 sind jeweils mit einer nicht gezeigten motorgetriebenen Vorrichtung verbunden, die beide miteinander synchron laufen sollen. Auf eine Vorrichtung zur Montage von Behältern in Einsätze angewandt, kann die Welle 2 an die Einsatzmontagevorrichtung und die Welle 1 direkt an das Förderband geführt sein, welches die Behälter der Montagevorrichtung zuführt. Beide Wellen besitzen zylinderförmige Lager la und 2a, die drehbar in Wälzlagern 3a und 3b laufen, welche an aufrecht stehenden Sockeln 4a und 4b befestigt sind, die auf einer Grundplatte 4c eines Gehäuses 4 montiert sind. Damit stehen sich die Enden der Wellen 1 und 2 in axialem Abstand konzentrisch gegenüber. Um die Gleichachsigkeit der beiden Enden der Wellen 1 und 2 zu gewährleisten, kann eine Muffe 5 am Ende der Welle 1 befestigt sein, die eine zylinderförmige Kammer 5a bildet, in welcher sich ein

Zylinderkopf 6a einer Schraube 6 dreht, der im Ende der Welle 2 befestigt isL

Zwei identische Kegelsonnenräder 7a und 7b sind an den Enden der Wellen 1 und 2 befestigt Ein Planetenradträger 8 herkömmlicher Bauart ist in einem ■> Wälzlager 9 am anschließenden Teil, hier Teil la der Welle 1, gelagert. Der Planetenradträger 8 ist U-förmig, und seine beiden Schenkel 8a und 8b bilden Drehlager für nach innen ragende Planetenkegelräder 8c und 86, die in die Kegelverzahnung der Sonnenräder 7a und 7b '" eingreifen.

Die mechanische Verbindung der Wellen 1 und 2 mit ihren Vorrichtungen ist so ausgelegt, daß bei einem Synchronlauf der Vorrichtungen die beiden Wellen 1 und 2 mit der gleichen Drehzahl im Gegensinn laufen. ' "> Daraus folgt, daß der Planetenradträger 8 nur dann in Drehung versetzt wird, wenn sich die beiden Wellen 1 und 2 nicht mehr synchron drehen. Die daraus entstehende Drehung des Planeteriradträgers 8 wird in eine Steuerfunktion umgesetzt, die dazu dient, den 2» Synchronlauf wieder herbeizuführen. Beispielsweise kann ein Zahnkranz 8e an der Nabe des Planetf-^radträgers 8 befestigt sein, und mit einem Zahnrad 106 kämmen, das an einer Welle 10a eines drehbaren Regelwiderstandes oder Rheostaten 10 befestigt ist. Der i^r> Regelwiderstand 10 ist elektrisch in herkömmlicher Weise an eine Steuerschaltung für einen der Antriebsmotoren für die Vorrichtungen angeschlossen und wird durch die Bewegung des Planetenradträgers 8 in einer Richtung betätigt, welche die Drehzahl dieser Maschine *> verändert, um die Drehungssynchronisation zwischen den Wellen 1 und 2 wieder herzustellen.

Um eine übermäßige Drehung des Rheostaten 10 zu verhindern, ist ein Arm 8a des Planetenradträgers 8 mit einem Stift 11 bestückt, der mit einem Anschlag 12 in der J> Grundplatte4cin Eingriff kommt.

Zur Synchronisation der beiden Vorrichtungen in bezug auf die Winkellage ist eine drehmomentabhängige Kupplung 20 vorgesehen, die zwischen dem Ende einer der WeIIn 1 und 2 und der jeweiligen Vorrichtung ■"' angeordnet ist. Die Kupplung 20 besitzt zwei ringförmige Kupplungsscheiben 21 und 22, die einander zugekehrte gegenüberliegende Flächen 21a und 22a bilden.

Eine Kupplungsscheibe 21 ist zur Drehung mit der ⁴"> Welle 2 durch eine nachstehend beschriebene Einrichtung an dieser Welle befestigt. Die andere Scheibe 22 ist am Innenumfang eines ringförmigen Ritzels 23 angebracht, das von einem Steuerriemen 29 im Zeittaktverhältnis zur Drehung der eicht gezeigten Vorrichtung '■" angetrieben wird, die mit einer die Welle 1 antreibenden Vorrichtung zu synchronisieren ist.

Die Kupplungsscheibe 21 ist becherförmig ausgebildet, wobei die Fläche 21a den Boden des Bechers darstellt. Die Scheibe 21 ist mit einer Manschette 34 ">> starr verbunden, die ihrerseits am Ende der Welle 2 befestigt ist. Daher dreht sich die Fläche 21a mit der Welle 2 und steht gegenüber dieser axial fest.

Im Gegensatz dazu kann sich die Kupplungsscheibe 22 um die Welle 2 drehen und auf ihr axial gleiten, so daß «' sich der axiale Abstand der Fläche 22a gegenüber der ihr zugekehrten Flache 21a verandern kann. Die Kupplungsscheibe 22 ist mit einem radial Saufenden L-förmigen Flansch 22c versehen, der mit einem nach innen ragenden Flansch 23a des Ritzels 23 in Eingriff kommt Das Ritzel 23 wird von einem Steuerriemen 29 angetrieben. Ein Zylinder 24 mit im allgemeinen U-förmigem Querschnitt ist an einer Innenumfangsfläche 236 des Ritzels 23 befestigt Der Zylinder 24 steht auch mit dem Außenumfang eines Wälzlagers 25 in Eingriff, welches sich das aus den Bauteilen 22,23 und 25 bestehende Aggregat um die Welle 22 drehen läßt, jedoch nicht die Axialbewegungen dieses Aggregats auf der Welle hindert

Ein Rundkolben 26 mit einem nach innen ragenden Teil 26a läuft in einem zweiten Wälzlager 27. Dieses Lager 27 kann jedoch wegen einer auf der Welle 2 montierten Arretierungsmanschette 26 nicht auf dieser Welle axial versetzt werden.

Der Kolben 26 besitzt einen ringförmigen Teil 266, der in die durch den Zylinder 24 gebildete Zylinderkammer 246 eingeführt ist Die Kammer 2·*ό kann mit einem Druckmittel durch einen oder mehrere axial verlaufende, im Kolben 26 ausgeformte Kanäle 26c sowie einen Schlauchanschluß 26c/ für diese Axialkanäle versorgt werden. Das über einen nicht gezeigten Schlauch der Zylinderkammer 246 zugeführte Druckmittel führt dazu, daß das aus Zylinder 24, Ritzel 23 und Kupplungsscheibe 22 bestehende Aggregat axial an die Kupplungsscheibe 21 angedrückt wird.

Zwischen den Kupplungsflächen 21a und 22a ist eine Kugel 30 angeordnet, und in diesen Flächen ist jeweils eine Vertiefung 216und 226 zur Aufnahme der Kugel 30 ausgeformt, wodurch die beiden Kupplungsscheiben 21 und 22 zur gemeinsamen Drehung verriegelt werden. Wenn die Vertiefungen 216 und 226 fluchten, ist die gewünschte Winkelsynchronisation zwischen den Wellen 1 und 2 (Fig. 1) erreicht. Die Kraft, die zur Auskupplung der Scheiben 21 und 22 erforderlich ist, wird durch die Größe des Strömungsmitteldrucks in der Zylinderkammer 24 bestimmt, und dieser Druck liegt normalerweise nur wenig über dem Umgebungsdruck, so daß nur ein minimales Drehmoment durch die Kupplung übertragen wird. Wenn das Arbeitsdrehmoment zwischen den Kupplungsscheiben 21 und 22 diesen Minimalpegel übersteigt, bewirkt die Kugel 30 einen axialen Abhub der verschiebbaren Scheibe 22 von der Scheibe 21, wodurch die Verbindung zwischen der Welle 2 und dem Kettenrad 23 unterbrochen wird.

Um die Welle 2 wieder mit der Welle 1 synchron laufen zu lassen, werden durch den Regelwiderstand 10 die erforderlichen Drohzahljustierungen vorgenommen, und wenn sich die Drehsynchronisation annähernd einstellt, wird das wirkende Drehmoment an der Kupplungskugel 30 kleiner als das Drehmoment, das zur Axialverschiebung der beweglichen Kupplurgsteile 22 gegen den Druck der Zylinderkammer 246 erforderlich ist. Daher fällt die Kugel 30 zwischen die beiden Vertiefungen 216 und 226, und die Winkelsynchronisation der Vorrichtungen, welche mit den Wellen 1 und 2 verbunden sind, wird gleichzeitig mit der Drehsynchronisation erreicht.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Mechanismus zum Synchronisieren von zwei motorgetriebenen Vorrichtungen sowohl in bezug auf deren Umlaufgeschwindigkeit als auch Winkellage relativ zueinander mit zwei über jeweilige Getriebe gegensinnig angetriebenen, konzentrischen und axial voneinander beabstandeten Wellen, die bei Synchronisation der Umlaufgeschwindigkeiten der motorgetriebenen Vorrichtungen mit gleichen Umlaufgeschwindigkeiten rotieren, einer drehbar einstellbaren Einrichtung zur Steuerung der Umlaufgeschwindigkeit von einer Vorrichtung, einem zwischen den Wellen angeordneten und diese miteinander verbindenden Planetengetriebe, das ein beim Auftreten einer Umlaufgeschwindigkeitsdifferenz zwischen den Wellen drehbares Ausgangselement aufweist, und einer das drehbare Ausgangselement mit der drehbar einstellbaren Steuereinrichtung verbindenden Vorrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung (11.12) zur Begrenzung der Bewegung des drehbaren Ausgangselementes (8) des Planetengetriebes (7a, Tb, 8,8c; Sd) auf weniger als 360° vorgesehen ist, die die Übertragung von Drehmoment von der einen Welle :5 (1) auf die andere (2) ermöglicht, wann immer das Ausgangselement (8) in jeder Richtung seine Extremstellung erreicht, und daß in einem der Getriebe eine drehmomentabhängige Kupplung (20) vorgesehen ist, die durch das vom Planetengetriebe erzeugte Drehmoment ausrückbar und nur in einer vorbestimmten Winkellage zwischen der Welle (2) und der zugehörigen motorgetriebenen Vorrichtung wieder einrückbar ist.

2. Mechanismus nach Ansj.uch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die drehmomentabhängige Kupplung (20) zwei einander zugekehrte Scheibenflächen (21a, 2ib) aufweist, von denen eine (22a^ der motorgetriebenen Vorrichtung und die andere (2Ia^ der Welle (2) drehfest zugeordnet ist, eine elastische Einrichtung, die die einander zugewandten Scheibenflächen bis zum Anliegen aneinanderdrückt, eine zwischen den beiden Flächen (21a, 22a^ angeordnete Kugel (30) und je eine konische Vertiefung (21 b, 22b), die in den Flächen ausgeformt ist.

3. Mechanismus nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die elastische Einrichtung einen mit Zylinderteilen (24, 24b) zusammenwirkenden Kolben (26) umfaßt, der mit einer der Scheibenflächen (22a) verbunden ist, und daß eine Einrichtung in (26c, 2&d)zur Einführung von Druckströmungsmittel in den Zylinder (24,24b) vorgesehen ist.