DE3613868A1 - Getriebe zum uebertragen von drehmomenten - Google Patents

Description

• Getriebe zum iIbertragen von Drehmomenten
• Die Erfindung betrifft ein Getriebe zum Ubertragen von Drehmomenten nach dem Oberbegriff des Hauptanspruches.
• Es ist oft aus Sicherheitsgründen wünschenswert, daß drehmomentübertragende Vorrichtungen, insbesondere Getriebe, selbsthemmend sind, d.h. daß das Drehmoment ausschließlich durch den Antrieb eines von zwei miteinander zusammenwirkenden drehbaren Elementen übertragen wird.
• Schneckengetriebe können selbsthemmend ausgeführt werden, wenn die Schneckenschraube mit einer verhältnismäßig geringen Steigung ausgebildet wird.
• Dabei kann der Antrieb nur durch Antreiben der Schneckenschraube erfolgen. In den Fällen, wo die Schneckenschraube mit großer Steigung ausgebildet ist, was zum Erzielen einer kleineren Untersetzung in gewissen Ausführungsformen von Getrieben zweckmäßig ist, wird keine Selbsthemmung erreicht.
• In diesem Fall bewirkt im nicht angetriebenen Zustand ein auf das Schneckenrad einwirkendes Drehmoment rückwirkend ein Drehen der Schneckens'cÄraube.
• Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die mit einfachen Mitteln sicher selbsthemmend ist.
• Dies wird erfindungsgemäß dadurch erzielt, daß das mit einem Antrieb verbundene Antriebselement in Richtung der Drehachse verschiebbar und mindestens in einer axialen Richtung über Reibungsflächeh in Drehrichtung festlegbar angeordnet ist und daß Kupplungsorgane vorgesehen sind, wodurch zwischen dem Antrieb und dem Antriebselement im angetriebenen Zustand eine formschlüssige Verbindung in DrehrichtUng und Spiel zwischen den Reibungsflächen in axialer Richtung besteht und im nicht angetriebenen Zustand unter einer vom Abtriebselement ausgehenden, auf das Antriebselement in dessen axiale Richtung einwirkenden Reaktionskraft nach dessen Verschiebung eine reibschlüssige Verbindung über die Reibungsflächen besteht.
• Dadurch wird eine zuverlässige SelbsthemMung erzielt, die unabhängig davon, um welche Art von Getriebe es sich handelt und welche t'tbersetzung bzw. Untersetzung dabei vorgesehen ist, funktionssicher ist.
• Die erfindungsgemäßen Merkmale einschließlidh der in den Unteransprüchen enthaltenen Ausführungsvarianten werden im folgenden an den in dei Zeichnung dargestellten Beispielen beschreiben.
• Es zeigen: Fig. 1 den teilweisen Längsschnitt eines Schneckengetriebes mit Einrichtung zum Selbsthemnen in beide Drehrichtungen, Fig. 2 die Draufsicht im Bereich der Kupplungsorgane des in Fig. 1 dargestellten Schneckengetriebes und Fig. 3 die Draufsicht einer Ausführungsform der Kupplungsorgane mit Wälzkörpern.
• Fig. 1 zeigt ein Schneckengetriebe mit einem Antriebselement und einem Abtriebselement, welche in der dargestellten Ausführung aus einer Schneckenschraube 1 und einem Schneckenrad 2 bestehen. In die mit einem Gewinde 3 versehene Schneckenschraube 1 greift das Schneckenrad 2 ein, dessen Zähne einen Winkel mit der Drehachse des Schneckenrades 2 bilden. Das durch das Schneckengetriebe übertragene Drehmoment wird von einem nicht dargestellten Motor erzeugt, der eine Welle 4 antreibt, die das Moment auf die Schneckenschraube 1 überträgt. Eine auf das Gewinde 3 der Schneckenschraube 1 wirkende Kraft, die vom Reaktionsmoment des Schneckenrades 2 herrührt, hat eine axiale Komponente. Da der Antrieb aus einer Scheckenschraube 1 besteht, führt dieses Reaktionsmoment vom Schneckenrad 2 dazu bei, daß auch die Schneckenschraube 1 einem Drehmoment ausgesetzt ist, das, wenn die Welle 4 nicht angetrieben ist, dazu führen kann, daß die Schneckenschraube 1 sich dreht, d.h., daß das Schneckengetriebe nicht selbsthemmend ist. Die Schneckenschraube 1 ist im wesentlichen in ihrer Drehachse verschiebbar. Um dies zu erweichen, ist diese in dem dargestellten Adsführungsbeisplel auf einer Hülse 5 angeordnet, die gleitend auf der Welle 4 gelagert ist. Je eine Reibungsfläche 6,7 ist im Anschluß an die Schneckenschraube 1 und an die Hülse 5 vorgesehen. Weitere korrespondierende Reibungsflächen 8,9 sind an einem feststehenden Maschinenteil 10 angeordnet. Wenn die Schneckenschraube 1 von einer Axialkraftkömponente belastet wird, indem sie ein Drehmoment votn Schneckenrad 2 aufnimmt, wird sie zusammen mit der Hülse 5 sa axial verschoben, daß eines der Reibungsflächenpaare 6,8 oder 7,9 in Kontakt miteinander gebracht wird und so das Drehen der Schneckenschraube 1 verhinderts Damit wird die Drehübertragung, die von detn Drehmoment des Rades 2 verursacht wird, verhindert und eine Selbsthemmung erreicht.
• Um zu verhindern, daß die SchnSckenschraube i gebremst wird, wenn das Schneckengetriebe ein Drehmoment von der angetriebenen Welle 4 überträgt, sind Kupplungsbrgane 11,12 vorgesehen. Diese sind so angeordnet und ausgebildet, daß die Schneckenschraube 1, wenn diese von der Welle 4 angetrieben wird, axial so verschoben wird, daß die Reibungsflächen 6,7; 8,9 im Abstand zueinander angeordnet sind. Wenn die Schneckenschraube 1 von der Welle 4 nicht angetrieben, aber von einem Drehmoment des Schneckenrades 2 rückwirkend belastet wird, kommt eines der Reibungsflächenpaare 6,8 oder 7,9 in Kontakt.
• Ein Ausführungsbeispiel solcher Kupplungsorgane 11,12 ist in den Figuren 1 und 2 dargestellt und besteht aus einem mit der Welle 4 verbundenen, radial gerichteten Mitnehmer 11, der in eine Ausnehmung in der mit der Schneckenschraube 1 verbundenen Hülse 5 eingreift. Die Ausnehmung ist im wesentlichen rautenförmig und mit im Winkel gegenüber einer Normalebene der Welle 4 angeordneten Begrenzungsflächen 12 ausgebildet, an denen der Mitnehmer verschiebbar ist. Wenn das Schneckengetriebe über die Welle 4 angetrieben wird, wird der Mitnehmer 11, der das Drehmoment von der Welle 4 auf die Schneckenschraube 1- überträgt, in eine der Endstellungen 13 oder 14 der Ausnehmung geführt, abhängig davon in welcher Richtung der Antrieb erfolgt. Damit nimmt die Schneckenschraube 1 und die Hülse 5 eine Stellung auf der Welle ein, in welcher die Reibungsflächenpaare 6,7 und 7,9 im Abstand zueinander liegen, wie in Fig. 1 dargestellt ist. Das Schneckengetriebe ist somit nicht abgebremst, wenn es von der Welle angetrieben wird.
• Wenn dagegen die Welle 4 nicht angetrieben ist, somit kein Drehmoment übertragen wird und gleichzeitig ein Drehmoment z.B. verursacht durch eine Last auf das Schneckenrad 2 rückwirkt, wird die Schneckenschraube 1 und die Hülse 5 entlang der Welle 4 verschoben, bis eines der Reibungsflächenpaare 6,8 oder 7,9 in Kontakt kommt. Der Mitnehmer 11 ist dabei unter relativer Drehung der Welle 4 und der Hülse 5 längs der Begrenzungsfläche 12 in eine Lage in der Ausnehmung verschoben, wo diese axial breit ist, und ein relatives axiales Verschieben der Hülse 5 möglich ist. Die Reibung an den Reibungsflächen 6,8 oder 7,9 verhindert, daß die Schneckenschraube 1 durch das Reaktionsmoment ausgehend vom Schneckenrad 2 gedreht wird. Das Getriebe ist somit selbsthemmend.
• In der in Figur 3 dargestellten Ausführungsform der Kupplungsorgane besitzt die Hülse 5 eine Ausnehmung mit Laufbahnen 15, an denen Wälzkörper 16 abrollen. Ein Mitnehmer 17, der mit einer Welle entsprechend der Welle 4 in Fig. 1 fest verbunden ist, ist mit Laufbahnen 18 versehen, die den Laufbahnen 15 gegenübersteheh. Die Wälzkörper 16 sind zwischen den Laufbahnen 15,18 angeordnetc Die sich gegenüberstehenden Laufbahnen 15,18 sind zueinander geneigt, so daß sich ein keilfömiger Zwischenraum ergibt.
• Dadurch wird die Hülse 5 mit der Schneckenschraube 1 axial verschoben, wenn die Welle 4 und der Mitnehmer 17 von einem auf die Welle 4 wirkenden Drehmoment von einer nicht dargestellten Antriebsvorrichtung gedreht wird und die Wälzkörper 16 beim Abrollen gegen die Laufbahnen 15, 18 in den sich verjüngenden Teil des Zwischenraumes rollen. Abhängig davon, in welcher Richtung die Schneckenschraube 1 und die Hülse 5 axial belastet wird, wird entweder der eine oder der andere der auf beiden Seiten des Mitnehmers 17 vorgesehenen Wälzkörper 16 in einen keilförmigen Zwischenraum verlagert und verschiebt dadurch die Hülse 5 in eine mittlere axiale Stellung, wobei an beiden Reibungsflächenpaaren 6,8 und 7,9 gemäß Fig. 1 Spiel besteht. Abhängig von der Drehrihtüng erfolgt ein Festklemmen der Wälzkörper 16 am einen oder anderen Endabschnitt des Mitnehmers 17.
• Wenn die Welle 4 nicht angetrieben ist, und die Schneckenschraube 1 axial durch ein Reaktionsmoment ausgehend vom Schneckenrad 2 belastet wird, wird die Hülse 5 axial verschoben, während die Wälzkörper in den größten Raum des Zwischenraumes rollen. Durch die VerschiebUng kommt eines der Reibungsflächenpaare 6,8 oder 7,9 wie zu Fig. 1 beschrieben in Kontakt, wobei die bereits beschriebene Selbsthemmung entsteht.
• Modifikationen der Erfindung sind selbstverständlich denkbar. Beispielsweise kann die Vorrichtung auc für schrägverzahnte Getriebe verwendet werden.
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Claims (6)

2. Getriebe zum Übertragen von Drehmomenten Patentansprüche 1. Getriebe zum Ubertragen von DrehmoFenteS, bestehend aus einem Antriebselement t1) und einem Abtriebselement (2), wobei das Antriebselement (1) durch ein auf das Abtriebselement (2) einwirkendes Drehmoment mit einer Axialkraft und einem Drehmoment belastet ist, dadurch gekenhzeichnet, daß das mit einem Antrieb versehene Antriebselement (l) in Richtung der Drehachse verschiebbar und mindestens in einer axialen Richtung über Reibungsflächen (6,8$7;98 in Drehrichtung festlegbar angeordnet ist und daß Kupplungsorgane (11,12,13,14,1S,16,17;183, die im angetriebenen Zustand zwischen den Antrieb und dem Antriebselement (1) eine formschlüssige Verbindung in Drehrichtung und Spiel zwischen den Reibungsflächen (6,8;7,9) in axialer Richtung und im nicht angetriebenen Zustand unter einer vom Abtriebselement (2) ausgehenden, auf das Antriebselement (1) in dessen axiale Richtung einwirkenden Reaktionskraft nach dessen Verschiebung eine reibschlüssige Verbindung über die Reibungsflächen (6,8;7,9) erzeugen, vorgesehen sind 2. ' Getriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dieses durch ein Schneckengetriebe gebildet ist mit einer das Antriebselement (1) bildenden, axial verschiebbar auf einer Welle (4) gelagerten Schneckenschraube (1), daß die Welle (4) mit einem radial gerichteten Mitnehmer (11) versehen ist, der in eine in einer mit der Schneckenschraube (1) verbundenen Hülse (5) eingearbeitete Ausnehmung eingreift, wobei die Ausnehmung im Winkel zu einer Normalebene der Welle (4) angeordnete Begrenzungsflächen (12), längs derer der Mitnehmer (11) beim relativen Drehen der Welle (4) und der Hülse (5) verschiebbar ist, aufweist.
3. 3. Getriebe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Antriebselement (1) bei Verschiebung in beide axiale Richtungen über Reibungsflachen t6,8;7,9) in Drehrichtung feslegbar ist und die Ausnehmung im wesentlichen rautenförmig ausgebildet ist mit in beide Antriebsrichtungen wirksamen Begrenzungsflächen (12) zur Freischaltung beider Reibverbindungen im angetriebenen Zustand.
4. 4. Getriebe nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Mitnehmer als zylindrischer Bolzen (11) ausgebildet ist und mit den Begrenzungsflächen (12) der Ausnehmung in Gleitkontakt steht.
5. 5. Getriebe nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Mitnehmer (11) und den Begrenzungsflächen (12! der Ausnehmung Wälzelemente angeordnet sind.
6. 6. Getriebe nach den Ansprüchen 1 bis 3 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Mitnehmer (17) in'Umfangsrichtung im wesentlichen die torm von zwei mit ihren Spitzen aneinanderliegenden Keilen aufweist und daß zwischen den Keilflächen (18) und den Begrenzungsflächen (15) der Ausnehmung Wälzkörper (16) angeordnet sind.