DE3613868C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Getriebe zum Übertragen von Drehmomenten nach dem Oberbegriff des Hauptanspruches.

Es ist oft aus Sicherheitsgründen wünschenswert, daß drehmomentübertragende Vorrichtungen, insbesondere Getriebe, selbsthemmend sind, d. h. daß das Antriebsdrehmoment ausschließlich vom Antrieb auf einen Antrieb 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 kaum Selbsthemmung erreicht.

In diesem Fall kann im nicht angetriebenen Zustand ein auf das Schneckenrad einwirkendes Drehmoment rückwirkend ein Drehen der Schneckenschraube bewirken.

Aus der DD-PS 60 910 ist das gattungsbildende Schneckengetriebe bekannt, bei dem die Schnecke Einrichtungen aufweist, die deren Drehbewegung dann verhindert, wenn vom Abtriebselement ein Reaktionsmoment in eine Drehrichtung einwirkt und dabei an die Schnecke eine Axialkraft angreift. Die Schnecke ist auf der Antriebswelle axial verschiebbar und in Drehrichtung über eine Verzahnung drehfest angeordnet. Durch die axiale Verschiebung kommt eine am Ende der Schnecke vorgesehene Reibfläche mit einer entsprechenden, am Gehäuse angeordneten in Kontakt und bildet einen Kraftschluß gegen Verdrehung. Diese Sicherung liegt bei einer von dem Abtriebsglied ausgehenden Antriebsdrehrichtung vor.

Eine ähnliche Ausführung ist durch die US-PS 28 51 137 bekannt. Die am Antriebsende angebrachte Konusbremse ist auch im Normalbetrieb wirksam.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die mit einfachen Mitteln sicher einer Selbsthemmung der Antriebsglieder gewährleistet, für den Fall, daß das Abtriebsglied angetrieben wird und beim Antrieb von der Antriebswelle aus einen hohen Wirkungsgrad aufweist.

Die Aufgabe wird bei einem gattungsgemäßen Getriebe durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Dadurch wird eine zuverlässige Selbsthemmung erzielt, die unabhängig von der Art des Getriebes und Übersetzung bzw. Untersetzung funktionssicher ist und bei der in allen Antriebsrichtungen, vom Antrieb ausgehend, die Reibflächen nicht miteinander in Kontakt sind.

Die erfindungsgemäßen Merkmale einschließlich der in den Unteransprüchen enthaltenen Ausführungsvarianten werden im folgenden an den in der Zeichnung dargestellten Beispielen beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 den teilweisen Längsschnitt eines Schneckengetriebes mit Einrichtung zum Selbsthemmen 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 Schneckenschraube 1 besteht, führt dieses Reaktionsmoment vom Schneckenrad 2 dazu, 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 erreichen, ist diese in dem dargestellten Ausführungsbeispiel 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 Axialkraftkomponente belastet wird, indem sie ein Drehmoment vom Schneckenrad 2 aufnimmt, wird sie zusammen mit der Hülse 5 so axial verschoben, daß eines der Reibungsflächenpaare 6, 8 oder 7, 9 in Kontakt miteinander gebracht wird und so das Drehen der Schneckenschraube 1 verhindert. Damit wird die Drehübertragung, die von dem Drehmoment des Rades 2 verursacht wird, verhindert und eine Selbsthemmung erreicht.

Um zu verhindern, daß die Schneckenschraube 1 gebremst wird, wenn das Schneckengetriebe ein Drehmoment von der angetriebenen Welle 4 überträgt, sind Kupplungsorgane 11, 12 vorgesehen. Diese sind so angeordnet und ausge­ bildet, daß die Schneckenschraube 1, wenn diese von der Welle 4 angetrieben wird, axial 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 miteinander in Kontakt. Ein Ausführungsbeispiel solcher Kupplungsorgane 11, 12 ist in den Fig. 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 nehmen die Schneckenschraube 1 und die Hülse 5 eine Stellung auf der Welle ein, in welcher die Reibungsflächenpaare 6, 8 und 7, 9 im Abstand zueinander liegen, wie in Fig. 1 dargestellt ist. Das Schneckengetriebe ist somit nicht abgebremst, wenn es von der Welle 4 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, werden die Schneckenschraube 1 und die Hülse 5 entlang der Welle 4 verschoben, bis eines der Reibungsflächenpaare 6, 8 oder 7, 9 miteinander 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 Fig. 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 gegenüberstehen. Die Wälzkörper 16 sind zwischen den Laufbahnen 15, 18 angeordnet. Die sich gegenüberliegenden Laufbahnen 15, 18 sind zueinander geneigt, so daß sich ein keilförmiger 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 werden 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 werden, 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 Drehrichtung erfolgt ein Festklemmen der Wälzkörper 16 am einen oder anderen Endabschnitt des Mitnehmers 17.

Wenn die Welle 4 nicht angetrieben 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.

Die Vorrichtung gemäß eines der Ansprüche kann zum Beispiel auch für schrägverzahnte Getriebe verwendet werden.

Claims (4)

1. Getriebe mit einer Sicherung gegen die Umkehr des Kraftflusses, das aus einem Abtriebselement (2) und einem Antriebselement (1) besteht, welches beim Antrieb von einer eine erste Drehrichtung aufweisenden Antriebswelle (4) mit Hilfe von Kupplungsorganen (11-14, 16-18) angetrieben wird, die wenigstens einen radial aus der Antriebswelle (4) hervorgehenden Mitnehmer (11, 17) haben, der in eine Ausnehmung eingreift, deren Begrenzung (12, 15) fest mit dem Antriebselement (1) verbunden ist, und welches bei einer ersten vom Abtriebselement (2) ausgehenden Antriebsdrehrichtung das Antriebselement (1) axial gegenüber der Antriebswelle (4) verschiebt sowie über erste Reibungsflächen (6, 8) in einer ersten axialen Richtung und einer ersten Drehrichtung festgelegt wird, dadurch gekennzeichnet, daß bei der zweiten vom Abtriebselement (2) ausgehenden Antriebsdrehrichtung das Antriebselement (1) in die zweite axiale Richtung gegenüber der Antriebswelle (4) verschoben und über zweite Reibungsflächen (7, 9) in der zweiten axialen Richtung sowie Drehrichtung festgelegt wird, und daß die Ausnehmung rautenförmig ausgebildet ist und deren Begrenzungsflächen (12, 15) schräg zu einer Ebene, die die Drehachse der Antriebswelle senkrecht schneidet, angeordnet sind.

2. Getriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Mitnehmer als zylindrischer Bolzen (11) ausgebildet ist und mit den Begrenzungsflächen (12) der Ausnehmung in Gleitkontakt steht.

3. Getriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Mitnehmer (11) und den Begrenzungsflächen (12) der Ausnehmung Wälzelemente angeordnet sind.

4. Getriebe nach den Ansprüchen 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Mitnehmer (17) in Umfangsrichtung im wesentlichen die Form von zwei mit ihren Spitzen aneinanderliegenden Keilen aufweist und daß zwischen den Keilflächen (18) und den Begrenzungsflächen (15) der Ausnehmung Wälzkörper (16) angeordnet sind.