DE4036957A1 - Rotationsuebertragungsvorrichtung mit drehmomentbegrenzungsfunktion - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Rotationsübertragungsvorrich­ tung zur Übertragung eines Drehmoments mit einer Drehmo­ mentbegrenzungsfunktion, insbesondere eine derartige Vor­ richtung mit einem rein mechanischen drehmomentbegrenzenden Übertragungsmechanismus.

Konventionell nützen drehmomentbegrenzende Übertragungs­ vorrichtungen als Mittel zur drehmomentbegrenzenden Über­ tragung die Reibung, die Viskosität oder den dynamischen Druck eines Fluids oder auch eine elektromagnetische Kraft. Solange die Größe der auf die Abtriebswelle wirkenden Last unter einem vorbestimmten Maximum liegt, wird von der An­ triebs- auf die Abtriebswelle ein Drehmoment gleich der Last übertragen. Wenn jedoch die Last das vorbestimmte Maximum übersteigt, tritt ein Schlupf der Antriebswelle relativ zur Abtriebswelle auf, so daß das Drehmoment der Abtriebswelle auf einen Wert unter dem vorbestimmten Maxi­ mum begrenzt wird.

Die konventionellen drehmomentbegrenzenden Übertragungs­ vorrichtungen weisen folgende Charakteristiken auf: Erstens findet während des gesamten Drehmomentbegrenzungsbetriebs ein Schlupf der Antriebswelle relativ zur Abtriebswelle statt. Zweitens wirkt ebenfalls während des gesamten Dreh­ momentbegrenzungsbetriebs ein dem Drehmomentbegrenzungswert (dem vorbestimmten Maximum) gleiches Drehmoment sowohl auf die An- als auch auf die Abtriebswelle.

Bei der konventionellen Vorrichtung treten deshalb folgende Probleme auf: Innerhalb der drehmomentbegrenzenden Über­ tragungsstrecke wird ein Leistungsverlust erzeugt, der gleich dem Produkt des vorbestimmten maximalen Drehmoment­ begrenzungswerts und der relativen Schlupfdrehgeschwindig­ keit zwischen der An- und der Abtriebswelle ist. Nahezu der gesamte Leistungsverlust wird in thermische Energie umge­ wandelt und erhöht die Temperatur der jeweils benachbarten Teile. Somit müssen Maßnahmen ergriffen werden, um Form­ änderungen oder eine Verschlechterung der Teile der dreh­ momentbegrenzenden Übertragungsvorrichtung zu verhindern. Außerdem stellt sich das Funktions- oder Leistungsproblem, daß aufgrund des Temperaturanstiegs der maximale Drehmo­ mentbegrenzungswert bzw. die Betriebsbeständigkeit sich in instabiler Weise ändern.

Aufgabe der Erfindung ist daher die Bereitstellung einer kostengünstigen und rein mechanisch aufgebauten Rotations- Übertragungsvorrichtung mit einer Drehmomentbegrenzungs­ funktion, wobei keine Leistungsverluste auftreten, wenn die Last über der vorbestimmten Maximalgrenze liegt, so daß dadurch die Betriebszuverlässigkeit und Lebensdauer ver­ bessert werden.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung gelöst durch eine Rotationsübertragungsvorrichtung zur Übertragung eines Drehmoments in einer vorbestimmten Rotationsrichtung mit einer Drehmomentbegrenzungsfunktion, die aufweist: ein hohlzylindrisches Gehäuse mit zwei Enden, die von einer ersten und einer zweiten Halterung abgeschlossen sind; ein in dem Gehäuse konzentrisch angeordnetes und von der ersten Halterung des Gehäuses so abgestütztes erstes becherförmi­ ges Rotationselement, daß es nur in der vorbestimmten Ro­ tationsrichtung drehbar ist; eine von der zweiten Halterung des Gehäuses drehbar gehalterte Abtriebswelle; ein in dem Gehäuse konzentrisch angeordnetes und integral mit der Ab­ triebswelle verbundenes und von der zweiten Halterung des Gehäuses abgestütztes zweites becherförmiges Rotationsele­ ment, wobei das erste und das zweite Rotationselement ein­ ander über eine axiale Länge im Inneren des Gehäuses gegen­ überstehen; ein ringförmiges drehelastisches Element, das das erste und das zweite becherförmige Rotationselement über diese axiale Länge miteinander verbindet und zwischen den beiden Rotationselementen ein Verdrehmoment ausübt, das einer relativen Drehverlagerung des ersten Rotationsele­ ments in bezug auf das zweite Rotationselement proportional ist; eine Antriebswelle, die in der vorbestimmten Drehrich­ tung antreibbar ist und konzentrisch in dem ersten und dem zweiten Rotationselement verläuft und davon drehbar abge­ stützt ist; und einen Drehmomentübertragungsmechanismus, der Drehmoment von der Antriebswelle auf das erste Rota­ tionselement überträgt, solange das von dem drehelastischen Element vom ersten zum zweiten Rotationselement ausgeübte Verdrehmoment unter einem vorbestimmten Wert liegt, wobei der Drehmomentübertragungsmechanismus unterhalb des vorbe­ stimmten Werts das vom ersten zum zweiten Rotationselement übertragene Drehmoment begrenzt.

Gemäß einem Aspekt der Erfindung ist vorgesehen, daß der Drehmomentübertragungsmechanismus aufweist: ein integral mit dem ersten Rotationselement geformtes erstes Innenrad, das davon in Axialrichtung zum zweiten Rotationselement verläuft; ein integral mit dem zweiten Rotationselement geformtes zweites Innenrad, das davon in Axialrichtung zum ersten Rotationselement verläuft; ein konzentrisch auf der Antriebswelle abgestütztes und mit dem ersten Innenrad in Axialrichtung fluchtendes erstes Zentralrad; ein konzen­ trisch auf der Antriebswelle abgestütztes und mit dem zwei­ ten Innenrad in Axialrichtung fluchtendes zweites Zentral­ rad, wobei: entweder das erste Zentralrad auf der Antriebs­ welle so abgestützt ist, daß es nur in einer zu der vorbe­ stimmten Drehrichtung entgegengesetzten Richtung drehbar ist, während das zweite Zentralrad auf der Antriebswelle festliegt, oder das erste Zentralrad auf der Antriebswelle festliegt, während das zweite Zentralrad auf der Antriebs­ welle so abgestützt ist, daß es nur in der vorbestimmten Drehrichtung drehbar ist; eine Vielzahl von ersten Umlauf­ rädern, die mit dem ersten Zentralrad und dem ersten Innen­ rad kämmen und mit gleicher Exzentrizität in bezug auf die Antriebswelle an einem ersten Planetenträger gehalten sind, der auf der Antriebswelle drehbar gelagert ist, so daß die ersten Umlaufräder eine Umlaufbewegung um das erste Zen­ tralrad ausführen können; eine Vielzahl von zweiten Umlauf­ rädern, die mit dem zweiten Zentralrad und dem zweiten Innenrad kämmen und mit gleicher Exzentrizität in bezug auf die Antriebswelle an einem zweiten Planetenträger gehalten sind, der auf der Antriebswelle drehbar gelagert ist, so daß die zweiten Umlaufräder eine Umlaufbewegung um das zweite Zentralrad ausführen können; erste Satellitenwellen, die an den jeweiligen ersten Umlaufrädern befestigt sind und davon in Axialrichtung mit einer Exzentrizität relativ zu den jeweiligen Rotationsachsen der ersten Umlaufräder ausgehen; zweite Satellitenwellen, die an den jeweiligen zweiten Umlaufrädern befestigt sind und davon in Axialrich­ tung mit einer Exzentrizität relativ zu den jeweiligen Ro­ tationsachsen der zweiten Umlaufräder ausgehen, wobei die Exzentrizität der zweiten Satellitenwellen in bezug auf die jeweiligen Achsen der zweiten Umlaufräder gleich der Ex­ zentrizität der ersten Satellitenwellen in bezug auf die jeweiligen Achsen der ersten Umlaufräder ist; und eine Füh­ rungsscheibe, die auf der Antriebswelle zwischen dem ersten und dem zweiten Rotationselement drehbar abgestützt ist und in Radialrichtung verlaufende Führungsschlitze hat, die mit den ersten und zweiten Satellitenwellen in Gleiteingriff stehen, so daß ein Drehmoment in der vorbestimmten Richtung über die Führungsscheibe übertragen wird, solange das Dreh­ moment unter dem vorbestimmten Wert liegt.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist vorgesehen, daß der Drehmomentübertragungsmechanismus aufweist: ein konzentrisch auf der Antriebswelle abgestütztes erstes Zentralrad; ein konzentrisch auf der Antriebswelle abge­ stütztes zweites Zentralrad, wobei entweder das erste Zentralrad auf der Antriebswelle so abgestützt ist, daß es nur in einer der vorbestimmten Drehrichtung entgegengesetz­ ten Richtung drehbar ist, während das zweite Zentralrad auf der Antriebswelle festgelegt ist, oder das erste Zentralrad auf der Antriebswelle festgelegt ist, während das zweite Zentralrad so auf der Antriebswelle abgestützt ist, daß es nur in der vorbestimmten Drehrichtung drehbar ist; eine Vielzahl von ersten Umlaufrädern, die mit dem ersten Zen­ tralrad kämmen und mit gleicher Exzentrizität in bezug auf die Antriebswelle an einem ersten Planetenträger drehbar abgestützt sind, der mit dem ersten Rotationselement inte­ gral geformt ist, so daß die ersten Umlaufräder um das erste Zentralrad eine Umlaufbewegung ausführen können; eine Vielzahl von zweiten Umlaufrädern, die mit dem zweiten Zentralrad kämmen und mit gleicher Exzentrizität in bezug auf die Antriebswelle an einem zweiten Planetenträger dreh­ bar abgestützt sind, der mit dem zweiten Rotationselement integral geformt ist, so daß die zweiten Umlaufräder eine Umlaufbewegung um das zweite Zentralrad ausführen können; erste Satellitenwellen, die an den jeweiligen ersten Um­ laufrädern befestigt sind und davon in Axialrichtung mit einer Exzentrizität in bezug auf die jeweiligen Rotations­ achsen der ersten Umlaufräder ausgehen; zweite Satelliten­ wellen, die an den jeweiligen zweiten Umlaufrädern befe­ stigt sind und davon in Axialrichtung mit einer Exzentri­ zität in bezug auf die jeweiligen Rotationsachsen der zwei­ ten Umlaufräder ausgehen, wobei die Exzentrizität der zwei­ ten Satellitenwellen in bezug auf die jeweiligen Achsen der zweiten Umlaufräder gleich der Exzentrizität der ersten Satellitenwellen in bezug auf die jeweiligen Achsen der zweiten Umlaufräder ist; und eine auf der Antriebswelle zwischen dem ersten und dem zweiten Rotationselement dreh­ bar abgestützte Führungsscheibe mit in Radialrichtung ver­ laufenden Führungsschlitzen, die mit den ersten und den zweiten Satellitenwellen jeweils in Gleiteingriff stehen, so daß ein Drehmoment in der vorbestimmten Richtung über die Führungsscheibe übertragen wird, solange das Drehmoment unter dem vorbestimmten Wert liegt.

Die Erfindung wird nachstehend auch hinsichtlich weiterer Merkmale und Vorteile anhand der Beschreibung von Ausfüh­ rungsbeispielen und unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Die Zeichnungen zeigen in:

Fig. 1 im Schnitt eine Seitenansicht eines ersten Ausführungsbeispiels der Rotationsübertra­ gungsvorrichtung gemäß der Erfindung;

Fig. 2 bis 4 Schnitte entlang den Linien II-II, III-III bzw. IV-IV von Fig. 1;

Fig. 5 und 6 schematische Betriebsansichten des drehmoment­ begrenzenden Übertragungsmechanismus der Vor­ richtung von Fig. 1, gesehen aus der Richtung des Pfeils A, wobei die Fig. 5(a) und 5(b) den Mechanismus in einer ersten bzw. einer zweiten asynchronen Betriebsart und die Fig. 6(a) und 6(b) den Mechanismus in der asynchronen An­ fangs- bzw. der synchronen Endbetriebsart zeigen;

Fig. 7 im Schnitt eine Seitenansicht eines zweiten Ausführungsbeispiels der Rotationsübertra­ gungsvorrichtung gemäß der Erfindung;

Fig. 8 bis 10 Schnitte entlang den Linien VIII-VIII, IX-IX bzw. X-X von Fig. 7; und

Fig. 11 und 12 schematische Betriebsansichten des drehmoment­ begrenzenden Übertragungsmechanismus von Fig. 7 aus der Pfeilrichtung A gesehen, wobei die Fig. 11(a) und 11(b) eine erste bzw. eine zweite asynchrone Betriebsart und die Fig. 12(a) und 12(b) den Mechanismus in der asyn­ chronen Anfangs- bzw. der synchronen Endbe­ triebsart zeigen.

Unter Bezugnahme auf die Fig. 1-4 wird zuerst der Aufbau der Rotationsübertragungsvorrichtung gemäß dem ersten Aus­ führungsbeispiel erläutert.

Das Gehäuse 10 der Übertragungsvorrichtung hat ein äußeres hohlzylindrisches Gehäuse 11 und eine erste und eine zweite Halterung 12 und 13, die daran mit durchgehenden Bolzen (nicht gezeigt) usw. befestigt sind und die beiden Gehäuse­ enden abschließen. Das auf die Antriebswelle 40 wirkende Drehmoment wird auf die Abtriebswelle 33 über einen Über­ tragungsmechanismus mit einer Drehmomentbegrenzungsfunktion gemäß der Erfindung übertragen, wie nachstehend erläutert wird. Dabei wird die Antriebswelle 40, von rechts bzw. von der Antriebsseite her gesehen, im Uhrzeigersinn angetrie­ ben. Nachstehend werden die Drehrichtungen als rechts oder links, gesehen von der Antriebsseite (in Richtung des Pfeils A in Fig. 1) aus, bezeichnet.

Ein erstes becherförmiges Rotationselement 20, das aus einem scheibenförmigen Basisteil und einem damit integralen Innenradteil 21 besteht, ist konzentrisch im Gehäuse 14 angeordnet und zur Abtriebsseite hin (nach links in Fig. 1) offen. Das erste Rotationselement ist an einem Nabenteil 22 der ersten Halterung 12 über ein Lager 14 mit einer Einweg­ kupplung gehaltert, so daß das Rotationselement 20 nur im Uhrzeigersinn drehbar ist. Der Innenradteil 21 des Rota­ tionselements 20 hat an der Innenfläche eine Innenverzah­ nung.

Ein zweites becherförmiges Rotationselement 30, das inte­ gral mit der Abtriebswelle 33 geformt ist und zur Antriebs­ seite hin offen ist, ist konzentrisch im Gehäuse 10 so angeordnet, daß es dem ersten becherförmigen Rotationsele­ ment 20 über eine axiale Länge gegenübersteht. Das zweite Rotationselement 30 und die Abtriebswelle 33 sind drehbar am Nabenteil 32 des Rotationselements 30 an der zweiten Halterung 13 über ein Paar von Lagern 15 und 16 gelagert. Das zweite Rotationselement 30 hat einen Innenradteil 31 mit einer an seiner Innenfläche gebildeten Innenverzah­ nung.

Ein im wesentlichen ringförmiges drehelastisches Element 80 überbrückt die zylindrischen Innenradteile 21 und 31 des ersten und des zweiten becherförmigen Rotationselements 20 und 30. Das drehelastische Element 80 umfaßt ein Paar von Flanschen 80a und 80b und ist an dem Innenradteil 21 des ersten Rotationselements 20 mit seinem Flansch 80a und an dem Innenradteil 31 des zweiten Rotationselements 30 mit seinem Flansch 80b befestigt. Somit übt das drehelastische Element 80 zwischen den beiden Rotationselementen 20 und 30 eine Verdrehkraft aus, die der relativen Drehverlagerung des ersten Rotationselements 20 in bezug auf das zweite Rotationselement 30 proportional ist.

Die durch den Nabenteil 22 des ersten becherförmigen Rota­ tionselements 20 verlaufende Antriebswelle 40 verläuft konzentrisch in den becherförmigen Rotationselementen 20 und 30 zu dem Nabenteil 32 des zweiten Rotationselements 30. Die Antriebswelle ist am Vorderende (links in Fig. 1) über ein Lager 34 an dem Nabenteil 32 und mit ihrem Fuß über ein Paar von Lagern 23a und 23b am Nabenteil 22 des ersten Rotationselements 20 drehbar gelagert.

Der Drehmomentübertragungsmechanismus zur Drehmomentüber­ tragung von der Antriebswelle 40 auf das erste becherför­ mige Rotationselement 20 ist wie folgt aufgebaut.

Auf der Antriebswelle 40 ist in axialer Fluchtung mit dem ersten Innenrad 21 über ein die Einwegkupplung aufweisendes Lager 42 ein erstes Zentralrad 41 so gelagert, daß es nur im Gegenuhrzeigersinn (entgegengesetzt zur vorbestimmten Drehrichtung) drehbar ist. Andererseits ist ein zweites Zentralrad 43 auf der Antriebswelle 40 in axialer Fluchtung mit dem zweiten Innenrad 31 angeordnet.

Ein Paar von ersten Umlaufrädern 55, die auf Wellen 54 be­ festigt sind, die von einem ersten Planetenträger 50 ge­ tragen werden, kämmt mit dem ersten Zentralrad 41 und dem ersten Innenrad 21 am ersten becherförmigen Rotationsele­ ment 20, so daß die ersten Umlaufräder 55 eine Umlaufbewe­ gung um das erste Zentralrad 41 ausführen können. Der Planetenträger 50 hat ein Paar von Seitenplatten 51a und 51b, die auf der Antriebswelle 40 über Lager 52a und 52b, die in zentralen Wellendurchführungen der Seitenplatten angeordnet sind, drehbar gelagert sind. Die Wellen 54 der Umlaufräder 55 sind von den Seitenplatten 51a und 51b des Planetenträgers 50 über die Lager 53a und 53b drehbar ab­ gestützt, und zwar mit gleicher Exzentrizität in bezug auf die Antriebswelle 40. Die Seitenplatten 51a und 51b des Planetenträgers 50 sind über ein Paar von Rechteckplatten (deren Schnitte in Fig. 3 gezeigt sind) miteinander ver­ bunden unter Bildung einer rechteckigen Gehäusekonstruk­ tion, die sich in Radialrichtung öffnet.

Ein Paar von zweiten Umlaufrädern 65, die auf den Umlauf­ räderwellen 64 befestigt sind und von dem zweiten Plane­ tenträger 60 getragen werden, kämmt mit dem zweiten Zen­ tralrad 43 und dem zweiten Innenrad 31 an dem zweiten becherförmigen Rotationselement 30, so daß die zweiten Um­ laufräder 65 eine Umlaufbewegung um das zweite Zentralrad 43 ausführen können. Der Planetenträger 60 hat ein Paar von Seitenplatten 61a und 61b, die auf der Antriebswelle 40 über an den zentralen Wellendurchgangsöffnungen vorgesehene Lager 62a und 62b drehbar gelagert sind. Die Achsen 64 der Umlaufräder 65 sind an den Seitenplatten 61a und 61b über die Lager 63a und 63b mit gleicher Exzentrizität relativ zur Antriebswelle 40 drehbar abgestützt. Die Seitenplatten 61a und 61b des Planetenträgers 60 sind über ein Paar von Rechteckplatten (deren Schnitte in Fig. 4 gezeigt sind) miteinander verbunden unter Bildung einer rechteckigen Gehäusestruktur, die in Radialrichtung offen ist.

An den jeweiligen abtriebsseitigen Enden der Wellen 54 der ersten Umlaufräder 55 sind erste Satellitenwellen 56 be­ festigt, die davon in Axialrichtung mit einer vorbestimmten Exzentrizität in bezug auf die jeweiligen Mittenachsen der Umlaufradwellen 54 verlaufen. Ebenso sind an den antriebs­ seitigen Enden der Wellen 64 der zweiten Umlaufräder 55 zweite Satellitenwellen 66 mit einer vorbestimmten Exzen­ trizität (gleich der vorgenannten Exzentrizität der ersten Satellitenwellen 56 in bezug auf die Mittenachsen der ersten Umlaufradwellen 54) in bezug auf die jeweiligen Mittenachsen der Umlaufradwellen 66 angeordnet. Ferner sind auf den Satellitenwellen 56 über Lager 57 erste Satelliten­ ringe 58 drehbar und konzentrisch gelagert. Ebenso sind zweite Satellitenringe 68 drehbar und konzentrisch auf Satellitenwellen 66 über Lager 67 gelagert. Eine auf der Antriebswelle 40 über ein Lager 71 drehbar gelagerte Füh­ rungsscheibe 70 hat vier gleichbeabstandete, radial ver­ laufende Satellitenführungsschlitze 72 (Fig. 2), von denen zwei gegenüberstehende mit den ersten Satellitenringen 58 und die beiden anderen gegenüberstehenden mit den zweiten Satellitenringen 68 in Gleiteingriff stehen.

Im übrigen haben das erste und das zweite Innenrad 21 und 31 die gleiche Anzahl Zähne. Das gleiche gilt in bezug auf das erste und das zweite Zentralrad 41 und 43. Somit haben die ersten und die zweiten Umlaufräder 55 und 65 die glei­ che Anzahl Zähne.

Nachstehend wird unter Bezugnahme auf die Fig. 5 und 6, die den Mechanismus schematisch von der Antriebsseite (aus der Richtung des Pfeils A in Fig. 1) zeigen, die Betriebsweise dieses Drehmomentübertragungsmechanismus beschrieben. Die Fig. 5(a) und 5(b) zeigen den Mechanismus in zwei deutlich verschiedenen Betriebszuständen (und zwar in zwei deutlich verschiedenen asynchronen Betriebsarten, wie nachstehend beschrieben wird); Fig. 6(a) zeigt den Mechanismus im un­ wirksamen Anfangszustand, und Fig. 6(b) zeigt den Mechanis­ mus in dem Zustand, in dem die Drehmomentbegrenzungsfunk­ tion des Mechanismus wirksam ist. In den Fig. 5 und 6 ist jedes Zahnrad durch seinen Teilkreis und den Mittelpunkt repräsentiert. Da das erste und das zweite Zentralrad 41 und 43 einander vollständig überlappen, sind sie jeweils in Teildarstellungen gezeigt; das gleiche gilt für die Innen­ räder des ersten und des zweiten becherförmigen Rotations­ elements 20 und 30; Die Führungsscheibe 70 ist ebenfalls teilweise dargestellt, wobei die beiden gezeigten Führungs­ schlitze mit dem ersten bzw. dem zweiten Satellitenring 58 bzw. 68 in Eingriff liegen. Die Lager 14 und 42 mit der Einwegkupplungsfunktion sind schematisch so dargestellt, daß ihre Funktion deutlich ersichtlich ist. So haltert das Lager 14 das erste Rotationselement 20 am Gehäuse 10 in solcher Weise, daß das Rotationselement 20 nur im Uhrzei­ gersinn (Standarddrehrichtung X) relativ zum ortsfesten Gehäuse 10 drehbar ist; andererseits haltert das Lager 42 das erste Zentralrad 41 auf der Antriebswelle 40 in solcher Weise, daß das Zentralrad 41 nur im Gegenuhrzeigersinn (in der der Standardrichtung X entgegengesetzten Richtung) relativ zur Antriebswelle 40 drehbar ist. Ferner ist das ringförmige drehelastische Element 80 schematisch in Form einer schraubenförmigen Zugfeder dargestellt, so daß ihre Funktion schematisch und deutlich ersichtlich ist.

Vor der Beschreibung des Betriebs sollen zuerst die Bedeu­ tungen der Bezugszeichen usw. in den Fig. 5 und 6 zusammen­ gefaßt werden:
Die Richtung X ist die Standarddrehrichtung (im Uhrzeiger­ sinn von der Antriebsseite gesehen);
der Punkt 0 ist der Mittelpunkt der Antriebswelle 40;
die Punkte P1 und P2 sind die Mittelpunkte der ersten und der zweiten Umlaufradwellen 54 bzw. 64;
die Punkte S1 und S2 sind die Mittelpunkte der ersten und der zweiten Satellitenwelle 56 bzw. 66;
die Linie L1 ist der den Mittelpunkt O mit dem Punkt P1 verbindende Radius;
die Linie M1 ist der den Mittelpunkt O mit dem Punkt S1 verbindende Radius, der die zentrale Radiallinie des mit dem ersten Satellitenring 58 in Eingriff liegenden Füh­ rungsschlitzes 72 ist;
die Linie N1 ist die die Punkte P1 und S1 miteinander ver­ bindende Linie, d. h. der Umlaufradius des ersten Satelli­ tenrings 58 um den Mittelpunkt P1;
der Winkel R1 bezeichnet den Winkel < OP1S1, der von den Linien L1 und N1 gebildet ist, d. h. den Rotationswinkel des ersten Umlaufrads 55 (oder den Umlaufwinkel des ersten Satellitenrings 58) in bezug auf den den Zentralradmittel­ punkt 0 mit dem Umlaufradmittelpunkt P1 verbindenden Radius L1, wobei der Winkel R1 in Rotationsrichtung der ersten Umlaufräder 55 um den Mittelpunkt P1 (d. h. im Gegenuhr­ zeigersinn) positiv gemessen ist, so daß R1 zwischen -180° und +180° fällt;
die Linie L2 ist der den Mittelpunkt O mit dem Punkt P2 verbindende Radius;
die Linie M2 ist der den Mittelpunkt O mit dem Punkt S2 verbindende Radius, der die zentrale Radiallinie des mit dem zweiten Satellitenring 68 in Eingriff befindlichen Führungsschlitzes 72 ist;
die Linie N2 ist die die Punkte P2 und S2 verbindende Linie, d. h. der Umlaufradius der zweiten Satellitenringe 68 um den Mittelpunkt P2;
der Winkel R2 bezeichnet den von den Linien L2 und N2 gebildeten Winkel < OP2S2, d. h. den Rotationswinkel des zweiten Umlaufrads 65 (oder den Umlaufwinkel des zweiten Satellitenrings 68) in bezug auf den den Zentralradmittel­ punkt O mit dem Umlaufradmittelpunkt P2 verbindenden Radius L2, wobei der Winkel R2 in Rotationsrichtung der zweiten Umlaufräder 65 um den Mittelpunkt P2 (im Gegenuhrzeiger­ sinn) positiv gemessen ist, so daß R2 zwischen -180° und +180° fällt.

In der folgenden Beschreibung der Betriebsweise des Über­ tragungsmechanismus gemäß diesem Ausführungsbeispiel wird der Mechanismus als in einem synchronen Zustand befindlich angenommen, wenn die oben definierten Winkel 81 und R2 gleiche Größe und gleiches Vorzeichen haben (R1 = R2); der Mechanismus wird als in einem asynchronen Zustand be­ findlich angenommen, wenn die Winkel R1 und R2 von­ einander verschieden sind (R1 ≠ R2). Es ist für die­ sen Übertragungsmechanismus charakteristisch, daß die Be­ triebsarten je nachdem, ob sich der Mechanismus in einem synchronen oder einem asynchronen Zustand befindet, ver­ schieden sind; und sie sind im asynchronen Zustand auch in Abhängigkeit davon verschieden, ob cos R1 größer als cos R2 (cos R1 < cos R2) ist, was als erste asynchrone Betriebsart bezeichnet wird, oder cos R1 kleiner als cos R2 (cos R1 < cos R2) ist, was als zweite asynchro­ ne Betriebsart bezeichnet wird.

Unter Bezugnahme auf Fig. 5(a) wird nun die erste asynchro­ ne Betriebsart des Übertragungsmechanismus beschrieben, wobei cos R1 größer als cos R2 ist. In dem in Fig. 5(a) gezeigten Zustand sei die folgende fundamentale Annahme (1) gegeben:

• 1) Die Abtriebswelle 33 und damit das zweite Rotations­ element 30 bleiben stationär;
• Ferner soll (zumindest momentan) eine weitere Annahme (2) gelten:
• 2a) Das erste Rotationselement 20 bleibt ebenfalls sta­ tionär, und
• 2b) das erste Zentralrad 41 dreht sich mit der gleichen Geschwindigkeit wie das zweite Zentralrad 43 (d. h. das erste Zentralrad 41 ist relativ zur Antriebswelle 40 sta­ tionär).

Unter diesen Annahmen (1) und (2) drehen ich die ersten und zweiten Umlaufräder 55 und 65 im Gegenuhrzeigersinn um die jeweiligen Mittelpunkte P1 und P2 und laufen im Uhr­ zeigersinn um den Mittelpunkt O der Antriebswelle 40 um, wobei die Rotations- und Umlaufgeschwindigkeiten der ersten und zweiten Umlaufräder 55 und 65 einande jeweils gleich sind. Daher sind die Umlaufgeschwindigkeiten ω1 der Mittel­ punkte P1 und P2 der ersten und zweiten Umlaufräder 55 und 65 um den Mittelpunkt O einander gleich. Die Umlaufge­ schwindigkeiten der Mittelpunkte S1 und S2 der Satelliten­ ringe 58 und 68 um den Zentralradmittelpunkt O sind dagegen einander nicht gleich. Denn da die Umlaufräder 55 und 65 um ihre jeweiligen Mittelpunkte P1 und P2 rotieren und somit die Mittelpunkte S1 und S2 der Satellitenringe selbst um die jeweiligen Mittelpunkte P1 und P2 umlaufen, wird die Umlaufgeschwindigkeit im Uhrzeigersinn der Satellitenmit­ telpunkte S1 oder S2 um den Zentralradmittelpunkt O dadurch erhalten, daß zu der Umlaufgeschwindigkeit ω1 des Umlauf­ radmittelpunkts P1 oder P2 um den Zentralradmittelpunkt O die Umlaufgeschwindigkeitskomponente ω2 des Satellitenmit­ telpunkts S1 oder S2 in bezug auf den Zentralradmittelpunkt 0 addiert wird, wobei diese Komponente aus der Umlaufbewe­ gung des Satellitenmittelpunkts S1 oder S2 um den Umlauf­ radmittelpunkt P1 oder P2 resultiert. Somit ist die Gesamt­ winkelumlaufgeschwindigkeit ω des Satellitenmittelpunkts S1 oder S2 um den Zentralradmittelpunkt O gegeben durch ω = ω1 + ω2, wobei die Umlaufgeschwindigkeitskomponente ω2 proportional cos R1 oder cos R2 und der Länge des Ra­ dius OS1 oder OS2 umgekehrt proportional ist; Da die Längen der Radien OS1 und OS2 im wesentlichen konstant und einan­ der gleich sind, können die Geschwindigkeitskomponenten ω2 der Punkte S1 bzw. S2 als den Größen von cos R1 bzw. cos R2 im wesentlichen proportional angesehen werden. Somit ändern sich die Umlaufgeschwindigkeitskomponenten ω2 der Punkte S1 und S2 periodisch mit der Zeit.

Wenn sich der Mechanismus im ersten asynchronen Zustand befindet, in dem cos R1 größer als cos R2 (cos R1 < cos R2) ist, wie Fig. 5(a) zeigt, und wenn die obigen Annahmen (1) und (2) aufrechterhalten werden, wird die Gesamtumlaufwinkelgeschwindigkeit des Punkts S1 um den Mittelpunkt O größer als die des Punkts S2 um den Mittel­ punkt O. Diese Konsequenz ist jedoch unmöglich. Die Punkte S1 und S2 liegen auf den zentralen Radiallinien M1 bzw. M2 der Führungsschlitze 72 der Führungsscheibe 70, und daher sollte der Winkel < S1OS2 konstant bleiben (im Fall des Aus­ führungsbeispiels sollte er gleich einem rechten Winkel sein). Wenn daher die Annahme (1) aufrechterhalten wird, muß entweder (2a) oder (2b) der zweiten Annahme (2) aufge­ geben werden. In dem Fall von Fig. 5(a) sollte die Umlauf­ geschwindigkeit des Punkts S1 weiter verringert werden, so daß sie gleich derjenigen des Punkts S2 wird. Dies kann entweder durch Verringern der Rotationsgeschwindigkeit des ersten Zentralrads 41 oder durch Drehen des ersten Rota­ tionselements 20 im Gegenuhrzeigersinn erreicht werden. Letzteres ist jedoch unmöglich aufgrund der Funktion der Einweggkupplung des Lagers 14. Ersteres ist dagegen möglich angesichts der Freilaufrichtung der Einweggkupplung des Lagers 42; Daher sollte Annahme (2b) aufgegeben werden.

Die Betriebsweise des Mechanismus in der ersten asynchronen Betriebsart läßt sich daher wie folgt zusammenfassen: Wenn die Antriebswelle 40 angetrieben ist, werden die zweiten Umlaufräder 65 über das auf der Antriebswelle 40 befestigte zweite Zentralrad 43 angetrieben. Die Bewegungen der zwei­ ten Umlaufräder 65 bedingen die Bewegungen der zweiten Satellitenringe 68. Die mit den Satellitenringen 68 in Ein­ griff befindliche Führungsscheibe 70 wird daher entspre­ chend der Umlauf- und Rotationsgeschwindigkeit der zweiten Umlaufräder 65 im Uhrzeigersinn gedreht. Aufgrund des von der Führungsscheibe 70 über die ersten Satellitenringe 68 ausgeübten und auf die ersten Umlaufräder 55 wirkenden Zwangs schlupft das erste Zentralrad im Gegenuhrzeigersinn relativ zur Antriebswelle 40, während das erste Rotations­ element 20 aufgrund der Wirkung des Einwegkupplungslagers 14 stationär bleibt. Daher bleibt in der ersten asynchronen Betriebsart die Verdrehung des drehelastischen Elements 80 konstant, während die Differenz zwischen den Winkeln R1 und R2 verkleinert wird.

Fig. 5(b) zeigt den Übertragungsmechanismus in der zweiten asynchronen Betriebsart, in der cos R1 kleiner als cos R2 ist (cos R1 < cos R2). Unter den gleichen vor­ genannten Annahmen (1) und (2) führt ein dem obigen gleich­ artiges Argument zu dem unmöglichen Schluß, daß die Umlauf­ geschwindigkeit der ersten Satellitenmittelpunkte S1 um den Zentralradmittelpunkt O im Uhrzeigersinn kleiner als die der zweiten Satellitenmittelpunkte S2 ist. Wie oben be­ schrieben, ist der durch die Linien OS1 und OS2 gebildete Winkel festgelegt - gleich einem rechten Winkel -, da die Linien OS1 und OS2 die zentralen Radiallinien der Führungs­ schlitze 72 der Führungsscheibe 70 sind. Um also die Um­ laufgeschwindigkeit der ersten Satellitenmittelpunkte S1 um den Zentralradmittelpunkt O zu erhöhen, muß entweder die Rotationsgeschwindigkeit des ersten Zentralrads 41 erhöht oder das erste Rotationselement 20 nach rechts in Standard­ drehrichtung X gedreht werden. Aufgrund der Einwegkupp­ lungsfunktion der Lager 14 und 42 ist nur die letztgenannte Alternative möglich. Wenn daher die erste Annahme (1) be­ stehen bleibt, muß der erste Teil (2a) der zweiten Annahme (2) aufgegeben werden.

Das Betriebsverfahren des Mechanismus in der zweiten asyn­ chronen Betriebsart, in der cos R1 < cos R2, kann also wie folgt zusammengefaßt werden: Bei angetriebener An­ triebswelle 40 werden die zweiten Umlaufräder 65 über das auf der Antriebswelle 40 befestigte zweite Zentralrad 43 angetrieben. Die Bewegungen der zweiten Umlaufräder 65 bedingen zwangsläufig die Bewegungen der zweiten Satelli­ tenringe 68. Die mit den Satellitenringen 68 in Eingriff befindliche Führungsscheibe 70 wird daher entsprechend der Umlauf- und Rotationsgeschwindigkeit der zweiten Umlauf­ räder 65 im Uhrzeigersinn gedreht. Aufgrund des von der Führungsscheibe 70 über die ersten Satellitenringe 58 auf die ersten Umlaufräder 55 ausgeübten Zwangs dreht sich das erste Rotationselement 20 relativ zum zweiten Rotations­ element 30 im Uhrzeigersinn, während das erste Zentralrad 40 relativ zur Antriebswelle 40 stationär ist und mit die­ ser zusammen umläuft, und zwar aufgrund der Einwegkupp­ lungsfunktion des Lagers 42. In der zweiten asynchronen Betriebsart wird also die Winkelverlagerung des ersten Rotationselements 20 in bezug auf das zweite Rotationsele­ ment 30 größer, wodurch das Verdrehmoment des drehelasti­ schen Elements 80, das zwischen den beiden Rotationsele­ menten 20 und 30 wirksam ist, erhöht wird; ferner wird die Differenz zwischen den Winkeln R1 und R2 kleiner.

Somit rotieren sowohl in der ersten als auch in der zweiten asynchronen Betriebsart die ersten Umlaufräder 55 relativ zu den zweiten Umlaufrädern 65 im Uhrzeigersinn, wodurch die Differenz zwischen den Winkeln R1 und R2 kleiner wird; Wenn daher der Mechanismus den asynchronen Zustand hat (d. h. R1 ≠ R2), wird durch den Betrieb des Mechanismus die Differenz zwischen den Winkeln R1 und R2 kontinuierlich verringert, so daß der Mechanismus zum synchronen Zustand (R1 = R2) tendiert.

Fig. 6(a) zeigt den Mechanismus im unwirksamen Anfangszu­ stand. Dabei ist die Winkelverlagerung des ersten Rota­ tionselements 20 relativ zum zweiten Rotationselement 30 Null, und daher übt das drehelastische Element 80 kein Verdrehmoment zwischen den beiden Rotationselementen 20 und 30 aus. Andererseits ist der Winkel R1 größer als der Winkel R2 (R1 < R2), und der Mechanismus befindet sich in einem asynchronen Zustand; Wenn also die Antriebswelle 40 nach rechts in Standarddrehrichtung X angetrieben wird, arbeitet der Mechanismus abwechselnd in der ersten und der zweiten asynchronen Betriebsart, wie oben unter Bezugnahme auf die Fig. 5(a) und 5(b) beschrieben wurde. Wenn sich also der Mechanismus anfänglich in der ersten asynchronen Betriebsart befindet, geht er zu der zweiten asynchronen Betriebsart über und wechselt anschließend zwischen der ersten und der zweiten asynchronen Betriebsart. Während der Perioden der ersten asynchronen Betriebsart bleibt die Rotationsverlagerung des ersten Rotationselements 20 rela­ tiv zum zweiten Rotationselement 30 und damit das von dem dazwischen befindlichen drehelastischen Element 80 ausge­ übte Verdrehmoment konstant. Andererseits wird in den Perioden der zweiten asynchronen Betriebsart das erste Rotationselement 20 relativ zum zweiten Rotationselement 30 im Uhrzeigersinn gedreht, so daß das vom drehelastischen Element 80 ausgeübte Verdrehmoment größer wird. Infolge­ dessen akkumuliert sich die Verdrehkraft des drehelasti­ schen Elements 80.

Die Abtriebswelle 33, die mit dem zweiten Rotationselement 30 integral ist, wird somit von einem zunehmenden Ausgangs­ drehmoment beaufschlagt, das gleich dem Verdrehmoment ist, das durch das drehelastische Element 80 vom ersten Rota­ tionselement 20 zum zweiten Rotationselement 30 ausgeübt wird. Die Rückwirkung des Ausgangsdrehmoments beaufschlagt teilweise die Antriebswelle 40. Sie wird jedoch hauptsäch­ lich über die Einwegkupplung des Lagers 14 vom Gehäuse 10 aufgenommen. Wenn das steigende Ausgangsdrehmoment also ansteigt und gleich (oder größer) als das Drehmoment wird, das von einer externen Last (nicht gezeigt) auf die Ab­ triebswelle 33 aufgebracht wird, beginnt sich die Abtriebs­ welle 33 gemeinsam mit der Last zu drehen. Im übrigen steigt das Ausgangsdrehmoment weiter, bis der Mechanismus schließlich den synchronen Zustand erreicht, in dem das Ausgangsdrehmoment seinen vorbestimmten Maximalwert an­ nimmt.

Fig. 6(b) zeigt den Mechanismus im synchronen Endzustand, in dem das Ausgangsdrehmoment seinen vorbestimmten Maxi­ malwert hat und die Drehmomentbegrenzungsfunktion gemäß der Erfindung wirksam ist. In dem synchronen Endzustand hat die Drehverlagerung des ersten Rotationselements 20 relativ zum zweiten Rotationselement 30 den Maximalwert, so daß das drehelastische Element 80 ein vorbestimmtes maximales Ver­ drehmoment vom ersten Rotationselement 20 auf das zweite Rotationselement 30 ausübt. Die Rückwirkung des Ausgangs­ drehmoments in diesem Zustand wirkt auf das Gehäuse 10 und wird von diesem vollständig über die Einwegkupplungsfunk­ tion des Lagers 14 aufgenommen, anstatt auf die Antriebs­ welle 40 zu wirken. Da sich der Mechanismus im synchronen Zustand befindet (R1 = R2), können die obigen Annahmen (1) und (2) ((2a) und (2b)) gleichzeitig gegeben sein; Somit bleibt die relative Lage des ersten und des zweiten Rotationselements 20 und 30 die gleiche, während sämtliche anderen Räder des Mechanismus sich weiter drehen, ohne daß zwischen ihnen ein Drehmoment übertragen wird. Nachdem der Mechanismus den synchronen Drehmomentbegrenzungszustand erreicht hat, wird er in diesem Zustand gehalten, es sei denn, daß das die Abtriebswelle 33 beaufschlagende Last­ drehmoment kleiner als das vorbestimmte Maximaldrehmoment wird.

Wie oben beschrieben, ist die Reaktion auf die Antriebs­ welle 40 im Prinzip Null, obwohl das vorbestimmte maximale Drehmoment in der synchronen drehmomentbegrenzenden End­ betriebsart auf die Abtriebswelle 33 wirkt. Solange also die Abtriebswelle 33 stationär bleibt, wird die Antriebs­ kraft oder -energie im Prinzip nicht verschwendet, und zwar ohne Rücksicht darauf, wie schnell oder wie lange die An­ triebswelle gedreht wird.

Unter Bezugnahme auf die Fig. 7-10 wird nachstehend der Aufbau der Rotationsübertragungsvorrichtung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel beschrieben.

Das Gehäuse 10 der Übertragungsvorrichtung hat ein äußeres hohlzylindrisches Gehäuse 11 und eine erste und eine zweite Halterung 12 und 13, die daran mit durchgehenden Bolzen (nicht gezeigt) usw. befestigt sind, um die beiden Enden abzuschließen. Das auf die Antriebswelle 40 wirkende Dreh­ moment wird auf die Abtriebswelle 33 über einen Übertra­ gungsmechanismus mit einer Drehmomentbegrenzungsfunktion gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel übertragen, wie nach­ stehend im einzelnen beschrieben wird. Wie im Fall des ersten Ausführungsbeispiels wird die Antriebswelle 40 im Uhrzeigersinn - von rechts (von der Antriebsseite) in Fig. 7 gesehen - angetrieben. Nachstehend werden die Drehrich­ tungen als rechts oder links von der Antriebsseite (aus der Richtung des Pfeils A in Fig. 7) gesehen bezeichnet.

Ein erstes scheibenförmiges Rotationselement 21, das Teil eines ersten, in Radialrichtung offenen kastenförmigen Planetenträgers 20 ist, ist konzentrisch im Gehäuse 10 an­ geordnet. Das erste Rotationselement 21 ist mit einem Na­ benteil 23 an der ersten Halterung 12 über ein Lager 14 mit einem Einwegkupplungsmechanismus abgestützt, so daß das erste Rotationselement 21 nur im Uhrzeigersinn drehbar ist.

Ein zweites scheibenförmiges Rotationselement 31, das Teil eines zweiten, in Radialrichtung offenen kastenförmigen Planetenträgers 30 ist und mit der Abtriebswelle 33 inte­ gral geformt ist, ist konzentrisch im Gehäuse 10 angeordnet und steht dem ersten scheibenförmigen Rotationselement 21 über eine axiale Länge im Gehäuse 10 gegenüber. Das zweite Rotationselement 31 ist zusammen mit der damit integralen Abtriebswelle 33 an der zweiten Halterung 13 über ein Paar von Lagern 15 und 16 drehbar abgestützt.

Ein im wesentlichen ringförmiges drehelastisches Element 60 überbrückt den Außenumfang des ersten und des zweiten Ro­ tationselements 21 und 31 über deren axiale Länge. Das drehelastische Element 60 hat ein Paar Flansche 60a und 60b und ist mit dem Flansch 60a am ersten Rotationselement 21 und mit dem Flansch 60b am zweiten Rotationselement 31 be­ festigt. Daher übt das drehelastische Element 60 zwischen den beiden Rotationselementen 21 und 31 ein Verdrehmoment aus, das der relativen Rotationsverlagerung (d. h. der winkelmäßigen Verlagerung) des ersten Rotationselements 21 in bezug auf das zweite Rotationselement 31 proportional ist.

Die durch den Nabenteil 23 des ersten Rotationselements 21 verlaufende Antriebswelle 40 erstreckt sich konzentrisch im Gehäuse 10 durch den ersten und den zweiten Planetenträger 20 und 30 und ist an ihrer Vorderseite (links in Fig. 7) am zweiten Planetenträger 30 über ein Paar von Lagern 33a und 32b und mit ihrem Fußteil am ersten Planetenträger 20 über ein Paar von Lagern 22a und 23a drehbar abgestützt.

Der Drehmomentübertragungsmechanismus zur Übertragung von Drehmoment von der Antriebswelle 40 auf das erste Rota­ tionselement 21 ist wie folgt aufgebaut.

Ein erster Planetenträger 20 ist aus dem ersten Rotations­ element 21 und einer rechteckigen Seitenplatte 22 gebildet, die am ersten Rotationsteil 21 integral an einem axialen Zwischenraum über ein Paar von in Axialrichtung verlaufen­ den Platten befestigt ist, so daß eine in Radialrichtung offene Kastenkonstruktion gebildet ist (vgl. die Fig. 7 und 9). Ebenso ist ein zweiter Planetenträger 30 aus dem zwei­ ten Rotationselement 31 und einer rechteckigen Seitenplatte 32 gebildet, die integral an dem Rotationselement 30 an einem axialen Zwischenraum über ein Paar von in Axialrich­ tung verlaufenden Platten befestigt ist, so daß eine in Radialrichtung offene Kastenkonstruktion gebildet ist (vgl. die Fig. 7 und 10). Ein im ersten Planetenträger 20 ange­ ordnetes erstes Zentralrad 41 ist auf der Antriebswelle 40 über ein Lager 42 abgestützt, das den Einwegkupplungsmecha­ nismus enthält, so daß das erste Zentralrad 41 nur im Ge­ genuhrzeigersinn (also entgegengesetzt zu der vorbestimmten Rotationsrichtung) relativ zur Antriebswelle 40 drehbar ist. Andererseits ist ein in dem zweiten Planetenträger 30 angeordnetes zweites Zentralrad 43 auf der Antriebswelle 40 befestigt. Ein Paar von ersten Umlaufrädern 25, die auf den Umlaufradwellen 24 befestigt sind, die am ersten Planeten­ träger 20 drehbar angeordnet sind, kämmt mit dem ersten Zentralrad 41, so daß die ersten Umlaufräder 25 Umlaufbe­ wegungen um das erste Zentralrad 41 ausführen können. Die Wellen 24 der ersten Umlaufräder 25 sind am ersten Plane­ tenträger 20 über die Lager 21a und 22a mit gleicher Ex­ zentrizität in bezug auf die Antriebswelle 40 drehbar ab­ gestützt. Ein Paar von zweiten Umlaufrädern 35, die auf den Umlaufradwellen 34, die am zweiten Planetenträger 30 dreh­ bar angeordnet sind, befestigt sind, kämmt mit dem zweiten Zentralrad 43, so daß die zweiten Umlaufräder 35 eine Um­ laufbewegung um das zweite Zentralrad 43 ausführen können. Die Wellen 34 der zweiten Umlaufräder 35 sind über ein Paar von Lagern 31a und 32a mit gleicher Exzentrizität in bezug auf die Antriebswelle 40 drehbar am zweiten Planetenträger 30 abgestützt.

Auf den jeweiligen abtriebsseitigen Enden der Wellen 24 der ersten Umlaufräder 25 sind erste Satellitenwellen 26 be­ festigt und verlaufen davon in Axialrichtung mit vorbe­ stimmter Exzentrizität relativ zu den jeweiigen Mitten­ achsen der Umlaufradwellen 24. Ebenso sind auf den an­ triebsseitigen Enden der Wellen 34 der zweiten Umlaufräder 35 zweite Satellitenwellen 36 mit vorbestimmter Exzentri­ zität (gleich derjenigen der ersten Satellitenwellen 26 relativ zu den Mittenachsen der ersten Umlaufradwellen 24) relativ zu den jeweiigen Mittenachsen der zweiten Umlauf­ radwellen 34 befestigt. Ferner sind erste Satellitenringe 28 drehbar und konzentrisch auf Satellitenwellen 26 über Lager 27 gehaltert. Ebenso sind zweite Satellitenringe 38 drehbar und konzentrisch über Lager 37 auf Satellitenwellen 36 gehaltert. Eine Führungsscheibe 50, die auf der An­ triebswelle 40 über ein Lager 51 drehbar gelagert ist, hat vier gleichbeabstandete, in Radialrichtung verlaufende Satellitenführungsschlitze 52 (Fig. 8), von denen zwei gegenüberstehende in Gleiteingriff mit den ersten Satelli­ tenringen 28 und die beiden anderen gegenüberstehenden in Gleiteingriff mit den zweiten Satellitenringen 38 stehen. Im übrigen haben das erste und das zweite Zentralrad 41 und 43 die gleiche Anzahl Zähne, und ebenso haben die ersten und die zweiten Umlaufräder 55 und 65 die gleiche Anzahl Zähne.

Unter Bezugnahme auf die Fig. 11 und 12, die den Mechanis­ mus von der Antriebsseite (aus der Richtung des Pfeils A in Fig. 7) gesehen zeigen, wird nun die Betriebsweise des Drehmomentübertragungsmechanismus gemäß dem zweiten Aus­ führungsbeispiel beschrieben. Die Fig. 11(a) und 11(b) zeigen den Mechanismus in der ersten und der zweiten asyn­ chronen Betriebsart; Fig. 12(a) zeigt den Mechanismus im unwirksamen Anfangszustand, und Fig. 12(b) zeigt ihn in dem Zustand, in dem die Drehmomentbegrenzungsfunktion des Me­ chanismus wirksam ist. In den Fig. 11 und 12 ist jedes Zahnrad durch seinen Teilkreis und den Mittelpunkt reprä­ sentiert. Da das erste und das zweite Zentralrad 41 und 43 einander vollständig überlappen, sind sie nur teilweise dargestellt. Die Lager 14 und 42 mit der Einwegkupplungs­ funktion sind schematisch so dargestellt, daß ihre Funk­ tionen deutlich werden. So stützt das Lager 14 den ersten Planetenträger 20 am Gehäuse 10 in solcher Weise ab, daß er nur im Uhrzeigersinn (Standarddrehrichtung X) relativ zum stationären Gehäuse 10 drehbar ist; andererseits stützt das Lager 42 das erste Zentralrad 41 auf der Antriebswelle 40 in solcher Weise ab, daß es nur im Gegenuhrzeigersinn (ent­ gegen der Standarddrehrichtung X) relativ zur Antriebswelle 40 drehbar ist; Ferner ist das ringförmige drehelastische Element 60 schematisch in Form einer schraubenförmigen Zug­ feder gezeigt, um seine Funktion schematisch und deutlich zu zeigen.

Die Bedeutungen der Bezugszeichen usw; in den Fig. 11 und 12 sind wie folgt:
Richtung X ist die Standarddrehrichtung (im Uhrzeigersinn von der Antriebsseite gesehen);
Punkt O ist der Zentralradmittelpunkt bzw. der Mittelpunkt der Antriebswelle 40;
die Punkte P1 und P2 sind die Mittelpunkte der ersten bzw. der zweiten Umlaufradwellen 24 bzw. 34;
die Punkte S1 und S2 sind die Mittelpunkte der ersten und der zweiten Satellitenwellen 26 bzw. 36;
die Linie L1 ist der den Zentralradmittelpunkt O und den Umlaufradmittelpunkt P1 verbindende Radius;
die Linie M1 ist der den Zentralradmittelpunkt O und den Satellitenmittelpunkt S1 verbindende Radius und die zen­ trale Radiallinie des mit dem ersten Satellitenring 28 in Eingriff befindlichen Führungsschlitzes 52;
die Linie N1 ist die Linie, die die Punkte P1 und S1 mit­ einander verbindet, d. h. der Umlaufradius des ersten Satellitenrings 28 um den Umlaufradmittelpunkt P1;
der Winkel R1 bezeichnet den von den Linien L1 und N1 gebildeten Winkel < OP1S1, d. h. den Rotationswinkel des ersten Umlaufrads 25 (oder den Umlaufwinkel des ersten Satellitenrings 28) in bezug auf den Radius L1, der den Zentralradmittelpunkt O mit dem Umlaufradmittelpunkt P1 verbindet, wobei der Winkel R1 in Rotationsrichtung der ersten Umlaufräder 25 um den Mittelpunkt P1 positiv gemes­ sen ist (d. h. im Gegenuhrzeigersinn), so daß R1 zwischen -180° und +180° fällt;
die Linie L2 ist der den Zentralradmittelpunkt O mit dem Umlaufradmittelpunkt P2 verbindende Radius;
die Linie M2 ist der den Mittelpunkt O mit dem Punkt S2 verbindende Radius, der die zentrale Radiallinie des Füh­ rungsschlitzes 52 ist, der mit dem zweiten Satellitenring 38 in Eingriff steht;
die Linie N2 ist die die Punkte P2 und S2 verbindende Linie, d. h. der Umlaufradius des zweiten Satellitenrings 38 um den Umlaufradmittelpunkt P2;
der Winkel R2 bezeichnet den von den Linien L2 und N2 gebildeten Winkel < OP2S2, d. h. den Rotationswinkel des zweiten Umlaufrads 35 (oder den Umlaufwinkel des zweiten Satellitenrings 38) in bezug auf den Radius L2, der den Zentralradmittelpunkt O mit dem Umlaufradmittelpunkt P2 verbindet, wobei der Winkel R2 in Drehrichtung der zwei­ ten Umlaufräder 35 um den Mittelpunkt P2 (im Gegenuhrzei­ gersinn) positiv gemessen ist, so daß R2 zwischen -180° und +180° fällt.

Wie im Fall des ersten Ausführungsbeispiels ist der Mecha­ nismus in einem synchronen Zustand, wenn die oben definier­ ten Winkel R1 und R2 gleiche Größe und gleiches Vor­ zeichen haben (R1 = R2); der Mechanismus ist in einem asynchronen Zustand, wenn die Winkel R1 und R2 vonein­ ander verschieden sind (R1 ≠ R2); Die Betriebsarten sind je nachdem verschieden, ob der Mechanismus einen syn­ chronen oder einen asynchronen Zustand hat, und im asyn­ chronen Zustand sind sie je nachdem verschieden, ob cos R1 größer als cos R2 (cos R1 < cos R2) ist, was als die erste asynchrone Betriebsart bezeichnet wird, oder cos R1 kleiner als cos R2 (cos R1 < cos R2) ist, was als die zweite asynchrone Betriebsart bezeichnet wird.

Unter Bezugnahme auf Fig. 11(a) wird der Betrieb des Über­ tragungsmechanismus in der ersten asynchronen Betriebsart erläutert. In dem in Fig. 11(a) gezeigten Zustand sei die folgende fundamentale Anmnahme gegeben:

• 1) Die Abtriebswelle 33 und damit der zweite Planeten­ träger 30 (und das zweite Rotationselement 31) bleiben stationär.
• Ferner sei (zumindest momentan) die weitere Annahme (2) gegeben, daß
• 2a) der erste Planetenträger 20 (und das erste Rotations­ element 21) ebenfalls stationär bleibt und daß
• 2b) das erste Zentralrad 41 mit der gleichen Geschwindig­ keit wie das zweite Zentralrad 43 rotiert (d. h., das erste Zentralrad 41 ist relativ zur Antriebswelle 40 stationär).

Unter diesen Annahmen (1) und (2) laufen die ersten und die zweiten Umlaufräder 25 und 35 im Gegenuhrzeigersinn um ihre jeweiligen Mittelpunkte P1 und P2 mit der gleichen Rota­ tionsgeschwindigkeit um, wobei die Mittelpunkte P1 und P2 der ersten und der zweiten Umlaufräder 25 und 35 stationär sind. Somit laufen die Satellitenmittelpunkte S1 und S2 um die ortsfesten Mittelpunkte P1 und P2 mit der gleichen Um­ laufgeschwindigkeit um. Aufgrund der Umlaufbewegungen der jeweiligen Mittelpunkte P1 und P2 haben die Satellitenmit­ telpunkte S1 und S2 Winkelgeschwindigkeiten um den Zentral­ radmittelpunkt O, die cos R1 bzw. cos R2 proportional und der Länge des Radius OS1 bzw. OS2 umgekehrt proportio­ nal sind. (In dem in Fig. 11(a) gezeigten Fall ist die Winkelgeschwindigkeit des Punkts S1 um den Zentralradmit­ telpunkt 0 rechtsdrehend, während diejenige des Punkts S2 um den Zentralradmittelpunkt O linksdrehend ist.) Da die Längen der Radien OS1 und OS2 im wesentlichen konstant und einander gleich sind, kann die Winkelgeschwindigkeit der Punkte S1 und S2 um den Zentralradmittelpunkt O als im we­ sentlichen proportional den Größen von cos R1 bzw. cos R2 angesehen werden. Damit ändert sich die Umlauf­ winkelgeschwindigkeit der Punkte S1 und S2 um den Zentral­ radmittelpunkt O periodisch mit der Zeit.

Wenn sich der Mechanismus also im ersten asynchronen Zu­ stand befindet, in dem cos R1 größer als cos R2 ist (cos R1) cos R2), wie Fig. 11(a) zeigt, und wenn die beiden obigen Annahmen (1) und (2) aufrechterhalten werden, wird die Winkelgeschwindigkeit des Punkts S1 um den Zen­ tralradmittelpunkt O größer als diejenige des Punkts S2 um den Zentralradmittelpunkt O. Diese Konsequenz ist jedoch unmöglich, denn die Punkte S1 und S2 liegen auf den zen­ tralen Radiallinien M1 bzw. M2 der Führungsschlitze S2 der Führungsscheibe 50, so daß der Winkel < S1OS2 konstant blei­ ben sollte (gleich einem rechten Winkel im Fall des Aus­ führungsbeispiels). Bei Aufrechterhaltung der Annahme (1) sollte daher entweder (2a) oder (2b) der zweiten Annahme (2) aufgegeben werden. In dem Fall von Fig. 5(a) sollte die Winkelgeschwindigkeit des Punkts S1 um den Zentralradmit­ telpunkt O auf diejenige des Punkts S2 verringert werden. Dies kann entweder durch Verringerung der Rotationsge­ schwindigkeit des ersten Zentralrads 41 oder durch Drehen des ersten Planetenträgers 20 im Gegenuhrzeigersinn er­ reicht werden. Letzteres ist jedoch wegen der Funktion der Einwegkupplung des Lagers 14 nicht möglich. Ersteres dage­ gen ist möglich angesichts der Freilaufrichtung der Einweg­ kupplung des Lagers 42. Somit sollte Annahme (2b) aufge­ geben werden.

Die Betriebsweise des Mechanismus in der ersten asynchronen Betriebsart kann wie folgt zusammengefaßt werden. Wenn die Antriebswelle 40 angetrieben wird, werden die zweiten Um­ laufräder 35 über das auf der Antriebswelle 40 befestigte zweite Zentralrad 43 angetrieben. Die Bewegungen der zwei­ ten Umlaufräder 35 bedingen die Bewegungen der zweiten Satellitenringe 38. Die mit den Satellitenringen 38 in Eingriff stehende Führungsscheibe 50 wird daher entspre­ chend der Rotationsgeschwindigkeit der zweiten Umlaufräder 35 gedreht. Aufgrund des von der Führungsscheibe 50 über die ersten Satellitenringe 28 auf die ersten Umlaufräder 25 ausgeübten Zwangs schlupft das erste Zentralrad 41 im Ge­ genuhrzeigersinn relativ zur Antriebswelle 40, während der erste Planetenträger 20 infolge der Wirkung des Einwegkupp­ lungslagers 14 stationär bleibt. Somit bleibt während der ersten asynchronen Betriebsart die Verdrehung des dreh­ elastischen Elements 60 konstant, während die Differenz zwischen den Winkeln R1 und R2 verkleinert wird.

Fig. 11(b) zeigt den Übertragungsmechanismus in der zweiten asynchronen Betriebsart, in der cos R1 kleiner als cos R2 ist (cos R1 < cos R2). Unter den gleichen An­ nahmen (1) und (2) führt ein ähnliches Argument wie oben zu dem unmöglichen Schluß, daß die Umlaufwinkelgeschwindigkeit der ersten Satellitenmittelpunkte S1 um den Zentralradmit­ telpunkt O im Uhrzeigersinn kleiner als diejenige der zwei­ ten Satellitenmittelpunkte S2 ist. (Wie oben beschrieben, ist der von den Linien OS1 und OS2 gebildete Winkel fest­ gelegt - gleich einem rechten Winkel -, da die Linien OS1 und OS2 die zentralen Radiallinien der Führungsschlitze 52 der Führungsscheibe 50 sind.) Um die Umlaufgeschwindigkeit der ersten Satellitenmittelpunkte S1 um den Zentralradmit­ telpunkt O zu erhöhen, sollte entweder die Rotationsge­ schwindigkeit des ersten Zentralrads 41 erhöht werden, oder der erste Planetenträger 20 sollte im Uhrzeigersinn in Standarddrehrichtung X gedreht werden. Angesichts der Ein­ wegkupplungsfunktion der Lager 14 und 42 ist nur die letz­ tere Alternative möglich. Daher muß also Punkt (2a) der zweiten Annahme (2) aufgegeben werden.

Die Betriebsweise des Mechanismus in der zweiten asynchro­ nen Betriebsart, in der cos R1 < cos R2, kann somit wie folgt zusammengefaßt werden. Wenn die Antriebswelle 40 an­ getrieben wird, werden die zweiten Umlaufräder 35 über das auf der Antriebswelle 40 befestigte zweite Zentralrad 43 angetrieben. Die Bewegungen der zweiten Umlaufräder 35 bedingen die Bewegungen der zweiten Satellitenringe 38. Die mit den Satellitenringen 38 in Eingriff befindliche Füh­ rungsscheibe 50 wird daher entsprechend der Rotationsge­ schwindigkeit der zweiten Umlaufräder 35 gedreht. Aufgrund des von der Führungsscheibe 50 über die ersten Satelliten­ ringe 28 auf die ersten Umlaufräder 25 ausgeübten Zwangs rotiert der erste Planetenträger 20 im Uhrzeigersinn rela­ tiv zum zweiten Planetenträger 30, während das erste Zen­ tralrad 41 relativ zur Antriebswelle 40 stationär ist und mit dieser dreht, und zwar aufgrund der Einwegkupplungs­ funktion des Lagers 42. Somit wird während der zweiten asynchronen Betriebsart die Winkelverlagerung des ersten Rotationselements 21 in bezug auf das zweite Rotationsele­ ment 31 vergrößert, wodurch das Verdrehmoment des zwischen den beiden Rotationselementen 21 und 31 wirksamen dreh­ elastischen Elements 60 größer wird; ferner wird die Dif­ ferenz zwischen den Winkeln R1 und R2 kleiner.

Somit rotieren die ersten Umlaufräder 25 in beiden asyn­ chronen Betriebsarten im Uhrzeigersinn relativ zu den zwei­ ten Umlaufrädern 35, wodurch die Differenz zwischen den Winkeln R1 und R2 verringert wird. Wenn sich der Mecha­ nismus daher im asynchronen Zustand befindet (d. h. R1 ≠ R2), wird durch den Betrieb des Mechanismus die Differenz zwischen den Winkeln R1 und R2 kontinuierlich verringert, wodurch der Mechanismus in Richtung zum syn­ chronen Zustand (R1 = R2) tendiert.

Fig. 12(a) zeigt den Mechanismus des zweiten Ausführungs­ beispiels in seinem unwirksamen Anfangszustand. Dabei ist die Winkelverlagerung des ersten Planetenträgers 20 im Uhrzeigersinn realtiv zum zweiten Planetenträger 30 Minimum (d. h. die Rotationsverlagerung des ersten Rotationsele­ ments 21 zum zweiten Rotationselement 31 ist Null), und somit übt das drehelastische Element 60 kein Verdrehmoment zwischen den beiden Rotaitonselementen 21 und 31 aus. An­ dererseits ist der Winkel R1 größer als der Winkel R2 (R1 < R2), und der Mechanismus befindet sich in einem asynchronen Zustand. Wenn daher die Antriebswelle 40 nach rechts in Standarddrehrichtung X angetrieben wird, arbeitet der Mechanismus abwechselnd in der ersten und der zweiten asynchronen Betriebsart, wie unter Bezugnahme auf die Fig. 11(a) und 11(b) erläutert wurde. Wenn sich der Mechanismus anfangs in der ersten asynchronen Betriebsart befindet, geht er in die zweite asynchrone Betriebsart über und wech­ selt anschließend zwischen der ersten und der zweiten asynchronen Betriebsart. Während der Perioden der ersten asynchronen Betriebsart bleibt die Rotationsverlagerung des ersten Rotationselements 21 (des ersten Planetenträgers 20) relativ zum zweiten Rotationselement 31 (zum zweiten Plane­ tenträger 30) und damit das von dem zwischen beiden befind­ lichen drehelastischen Element 60 ausgeübte Verdrehmoment konstant. Andererseits wird in den Perioden der zweiten asynchronen Betriebsart das erste Rotationselement 21 im Uhrzeigersinn relativ zum zweiten Rotationselement 31 ge­ dreht, so daß das von dem drehelastischen Element 60 aus­ geübte Verdrehmoment zunimmt. Infolgedesen akkumuliert sich das Verdrehmoment des drehelastischen Elements 60.

Die mit dem zweiten Rotationselement 31 integrale Abtriebs­ welle 33 wird somit von einem zunehmenden Ausgangsdrehmo­ ment beaufschlagt, das gleich dem durch das drehelastische Element 60 von dem ersten Rotationselement 21 zu dem zwei­ ten Rotationselement 31 übertragenen Verdrehmoment ist. Die Reaktion des Ausgangsdrehmoments wirkt teilweise auf die Antriebswelle 40. Sie wird jedoch in der Hauptsache am Ge­ häuse 10 über den Einwegkupplungsmechanismus des Lagers 14 aufgenommen. Wenn das zunehmende Ausgangsdrehmoment somit größer wird und gleich (oder größer) als das auf die Ab­ triebswelle 33 von einer äußeren Last (nicht gezeigt) auf­ gebrachte Drehmoment wird, beginnt sich die Abtriebswelle 33 gemeinsam mit der Last zu drehen. Im übrigen erhöht sich das Ausgangsdrehmoment weiter, bis der Mechanismus schließ­ lich den synchronen Zustand erreicht, in dem das Ausgangs­ drehmoment seinen vorbestimmten Maximalwert annimmt.

Fig. 12(b) zeigt den Mechanismus im synchronen Endzustand, in dem das Ausgangsdrehmoment den vorbestimmten Maximalwert hat und die Drehmomentbegrenzungsfunktion wirksam ist. Im synchronen Endzustand ist die Rotationsverlagerung des ersten Planetenträgers 20 relativ zum zweiten Planeten­ träger 30 maximal, so daß das drehelastische Element 60 ein vorbestimmtes maximales Verdrehmoment vom ersten Rotations­ element 21 auf das zweite Rotationselement 31 ausübt. Die Gegenwirkung des Ausgangsdrehmoments in diesem Zustand wirkt auf das Gehäuse 10 und wird vollständig über den ersten Planetenträger 20 und die Einwegkupplungsfunktion des Lagers 14 vom Gehäuse 10 aufgenommen und wirkt nicht auf die Antriebswelle 40. Da der Mechanismus den synchronen Zustand hat (R1 = R2), können die obigen Annahmen (1) und (2) ((2a) und (2b)) gleichzeitig gegeben sein. Somit bleiben die relativen Lagen des ersten und zweiten Plane­ tenträgers 20 und 30 die gleichen, während sämtliche Zahn­ räder des Mechanismus weiterdrehen, ohne dazwischen ein Drehmoment zu übertragen. Wenn der Mechanismus einmal den synchronen Drehmomentbegrenzungszustand erreicht hat, wird er in diesem Zustand gehalten, es sei denn, daß das auf die Abtriebswelle 33 wirkende Lastdrehmoment kleiner als das vorbestimmte maximale Drehmoment wird.

Obwohl in der synchronen, drehmomentbegrenzenden Endbe­ triebsart das vorbestimmte maximale Drehmoment auf die Abtriebswelle 33 aufgebracht wird, ist die Gegenwirkung auf die Antriebswelle 40 im Prinzip Null, wie vorstehend be­ schrieben wurde. Solange die Abtriebswelle 33 ortsfest bleibt, wird die Antriebskraft oder -energie im Prinzip nicht verschwendet, und zwar ohne Rücksicht darauf, wie schnell oder wie lange die Antriebswelle gedreht wird.

Das Prinzip der Erfindung ist auch auf Kraftübertragungs­ vorrichtungen anwendbar, die von dem ersten und dem zweiten Ausführungsbeispiel verschieden sind. Beispielsweise ist bei diesen Ausführungsbeispielen das erste Zentralrad 41 auf der Antriebswelle 40 über ein Lager 42 mit der Einweg­ kupplungsfunktion befestigt, während das zweite Zentralrad 43 auf der Antriebswelle 40 festgelegt ist. Es kann aber auch das erste Zentralrad 41 auf der Antriebswelle 40 fest­ gelegt und das zweite Zentralrad 43 auf der Antriebswelle über ein Lager mit einer Einwegkupplungsfunktion angeordnet sein, wenn die Arretier- und Freilaufrichtungen des Einweg­ kupplungslagers in geeigneter Weise gewählt sind. Ferner ist die Anzahl der ersten oder der zweiten Umlaufräder nicht auf zwei beschränkt. Die Anzahl der ersten und zwei­ ten Umlaufräder (und der ersten und zweiten Satelliten­ ringe) kann eins, zwei, drei, vier oder mehr sein, und die Anzahl der ersten Umlaufräder (oder der ersten Satelliten­ ringe) kann von der der zweiten Umlaufräder (oder der zwei­ ten Satellitenringe) verschieden sein. Ferner sind bei den obigen Ausführungsbeispielen die Satellitenwellen an den Enden der Umlaufradwellen befestigt. Wenn jedoch die Ex­ zentrizität der Satellitenwellen in bezug auf die jeweili­ gen Achsen der Umlaufradwellen mit einem größeren Wert vor­ gegeben ist, können die Satellitenwellen an den Seitenflä­ chen der Umlaufräder befestigt sein. Ferner verlaufen bei den obigen Ausführungsbeispielen die Führungsschlitze der Führungsplatte, die mit den Satellitenringen in Eingriff stehen, in Radialrichtung gerade (entlang den in Radial­ richtung geraden Richtungen M1 und M2). Es ist aber mög­ lich, daß die Führungsschlitze vollständig oder teilweise gekrümmt verlaufen. Bei den obigen Ausführungsbeispielen stehen die Führungsschlitze der Führungsscheibe mit den Satellitenwellen über kreisringförmige Satellitenringe in Gleiteingriff, die auf den Satellitenwellen drehbar gela­ gert sind. Die Führungsschlitze der Führungsscheibe können aber mit den Satellitenwellen in direktem Gleiteingriff stehen, oder selbst bei Verwendung von Satellitenringen können diese andere Formen als Kreisringform haben, z. B. kann es sich um ebene oder gewölbte Flächen handeln, die an die Form der Seitenflächen der Führungsschlitze der Füh­ rungsscheibe angepaßt sind. Außerdem können der erste und der zweite Planetenträger, die die Umlaufräder tragen, andere bekannte Formen haben, solange sie die Umlaufräder so haltern, daß Umlaufbewegungen möglich sind.

Das Prinzip der Erfindung, nach dem zur Begrenzung des übertragenen Drehmoments ein Zahnradübertragungsmechanismus verwendet und somit keine Energie verschwendet wird, unter­ scheidet sich vollkommen von dem der konventionellen dreh­ momentbegrenzenden Übertragungsvorrichtungen, bei denen das Drehmoment durch einen Reib-Gleitkontakt begrenzt wird. Da bei der Erfindung die durch Reibung erzeugte Wärmemenge vernachlässigbar ist, wird die Zuverlässigkeit und Lebens­ dauer der Vorrichtung erheblich verbessert. Die Übertra­ gungsvorrichtung nach der Erfindung bilde daher eine ideale elastische Kupplung, die bei einer großen Vielzahl von Drehmomentübertragungssystemen anwendbar ist. Bei­ spielsweise ist auf dem relativ dynamischen Anwendungsge­ biet die Vorrichtung nach der Erfindung eine ideale Über­ tragungsvorrichtung für den Fall, daß Elektromotoren oder Brennkraftmaschinen, die in sich konstante Drehzahlcharak­ teristiken haben, als Antriebsmaschinen für Industriema­ schinen oder Kraftfahrzeuge dienen, deren Rotationsge­ schwindigkeiten in einem weiten Bereich veränderbar sein sollen. Die Gebiete für eine relativ statische Anwendung umfassen Drehmomentvervielfacher, Aufwickelvorrichtungen oder verschiedene Arten von Schraubenbefestigungsvorrich­ tungen.

Claims (7)

1. Rotationsübertragungsvorrichtung zur Übertragung eines Drehmoments in einer vorbestimmten Rotationsrichtung mit einer Drehmomentbegrenzungsfunktion, gekennzeichnet durch
ein hohlzylindrisches Gehäuse (10) mit zwei Enden, die von einer ersten und einer zweiten Halterung (12, 13) ab­ geschlossen sind;
ein in dem Gehäuse (10) konzentrisch angeordnetes und von der ersten Halterung (12) des Gehäuses so abgestütztes erstes becherförmiges Rotationselement (20), daß es nur in der vorbestimmten Rotationsrichtung (X) drehbar ist;
eine von der zweiten Halterung (13) des Gehäuses drehbar gehalterte Abtriebswelle (33);
ein in dem Gehäuse (10) konzentrisch angeordnetes und integral mit der Abtriebswelle (33) verbundenes und von der zweiten Halterung (13) des Gehäuses abgestütztes zweites becherförmiges Rotationselement (30), wobei das erste und das zweite Rotationselement (20, 30) einander über eine axiale Länge im Inneren des Gehäuses (10) gegenüberstehen;
ein ringförmiges drehelastisches Element (80), das das erste und das zweite becherförmige Rotationselement (20, 30) über diese axiale Länge miteinander verbindet und zwi­ schen den beiden Rotationselementen ein Verdrehmoment aus­ übt, das einer relativen Drehverlagerung des ersten Rota­ tionselements (20) in bezug auf das zweite Rotationselement (30) proportional ist;
eine Antriebswelle (40), die in der vorbestimmten Dreh­ richtung (X) antreibbar ist und konzentrisch in dem ersten und dem zweiten Rotationselement (20, 30) verläuft und davon drehbar abgestützt ist; und
einen Drehmomentübertragungsmechanismus, der Drehmoment von der Antriebswelle (40) auf das erste Rotationselement (20) überträgt, solange das von dem drehelastischen Element (80) vom ersten (20) zum zweiten Rotationselement (30) aus­ geübte Verdrehmoment unter einem vorbestimmten Wert liegt, wobei der Drehmomentübertragungsmechanismus unterhalb des vorbestimmten Werts das vom ersten (20) zum zweiten Rota­ tionselement (30) übertragene Drehmoment begrenzt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß der Drehmomentübertragungsmechanismus aufweist:
ein integral mit dem ersten Rotationselement (20) ge­ formtes erstes Innenrad (21), das davon in Axialrichtung zum zweiten Rotationselement (30) verläuft;
ein integral mit dem zweiten Rotationselement (30) ge­ formtes zweites Innenrad (31), das davon in Axialrichtung zum ersten Rotationselement (20) verläuft;
ein konzentrisch auf der Antriebswelle (40) abgestütztes und mit dem ersten Innenrad (21) in Axialrichtung fluch­ tendes erstes Zentralrad (41);
ein konzentrisch auf der Antriebswelle (40) abgestütztes und mit dem zweiten Innenrad (31) in Axialrichtung fluch­ tendes zweites Zentralrad (43), wobei:
entweder das erste Zentralrad (41) auf der Antriebswelle (40) so abgestützt ist, daß es nur in einer zu der vorbe­ stimmten Drehrichtung (X) entgegengesetzten Richtung dreh­ bar ist, während das zweite Zentralrad (43) auf der An­ triebswelle (40) festliegt, oder das erste Zentralrad (41) auf der Antriebswelle (40) festliegt, während das zweite Zentralrad (43) auf der Antriebswelle (40) so abgestützt ist, daß es nur in der vorbestimmten Drehrichtung (X) dreh­ bar ist;
eine Vielzahl von ersten Umlaufrädern (55), die mit dem ersten Zentralrad (41) und dem ersten Innenrad (21) kämmen und mit gleicher Exzentrizität in bezug auf die Antriebs­ welle (40) an einem ersten Planetenträger (50) gehalten sind, der auf der Antriebswelle (40) drehbar gelagert ist,
so daß die ersten Umlaufräder (55) eine Umlaufbewegung um das erste Zentralrad (41) ausführen können;
eine Vielzahl von zweiten Umlaufrädern (65), die mit dem zweiten Zentralrad (43) und dem zweiten Innenrad (31) käm­ men und mit gleicher Exzentrizität in bezug auf die An­ triebswelle (40) an einem zweiten Planetenträger (60) ge­ halten sind, der auf der Antriebswelle (40) drehbar gela­ gert ist, so daß die zweiten Umlaufräder (65) eine Umlauf­ bewegung um das zweite Zentralrad (43) ausführen können;
erste Satellitenwellen (56), die an den jeweiligen ersten Umlaufrädern (55) befestigt sind und davon in Axial­ richtung mit einer Exzentrizität relativ zu den jeweiligen Rotationsachsen der ersten Umlaufräder (55) ausgehen;
zweite Satellitenwellen (66), die an den jeweiligen zweiten Umlaufrädern (65) befestigt sind und davon in Axialrichtung mit einer Exzentrizität relativ zu den jewei­ ligen Rotationsachsen der zweiten Umlaufräder (65) ausge­ hen, wobei die Exzentrizität der zweiten Satellitenwellen (66) in bezug auf die jeweiligen Achsen der zweiten Umlauf­ räder (65) gleich der Exzentrizität der ersten Satelliten­ wellen (56) in bezug auf die jeweiligen Achsen der ersten Umlaufräder (55) ist; und
eine Führungsscheibe (70), die auf der Antriebswelle (40) zwischen dem ersten und dem zweiten Rotationselement (20, 30) drehbar abgestützt ist und in Radialrichtung ver­ laufende Führungsschlitze (72) hat, die mit den ersten (56) und zweiten Satellitenwellen (66) in Gleiteingriff stehen, so daß ein Drehmoment in der vorbestimmten Richtung über die Führungsscheibe (70) übertragen wird, solange das Dreh­ moment unter dem vorbestimmten Wert liegt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsschlitze (72) in der Führungsscheibe (70) mit den ersten und zweiten Satellitenwellen (56, 66) über Satellitenringe (58, 68) in Eingriff stehen, die auf den Satellitenwellen drehbar und konzentrisch gelagert sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Umlaufwinkel der ersten Satellitenwellen (56) um jeweilige Achsen der ersten Umlaufräder (55) anfänglich von Umlaufwinkeln der zweiten Satellitenwellen (66) um jewei­ lige Achsen der zweiten Umlaufräder (65) verschieden sind.

5. Rotationsübertragungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß der Drehmomentübertragungsmechanismus aufweist:
ein konzentrisch auf der Antriebswelle (40) abgestütztes erstes Zentralrad (41);
ein konzentrisch auf der Antriebswelle (40) abgestütztes zweites Zentralrad (43), wobei entweder das erste Zentral­ rad (41) auf der Antriebswelle (40) so abgestützt ist, daß es nur in einer der vorbestimmten Drehrichtung (X) entge­ gengesetzten Richtung drehbar ist, während das zweite Zen­ tralrad (43) auf der Antriebswelle (40) festgelegt ist, oder das erste Zentralrad (43) auf der Antriebswelle (40) festgelegt ist, während das zweite Zentralrad (43) so auf der Antriebswelle (40) abgestützt ist, daß es nur in der vorbestimmten Drehrichtung (X) drehbar ist;
eine Vielzahl von ersten Umlaufrädern (25), die mit dem ersten Zentralrad (41) kämmen und mit gleicher Exzentrizi­ tät in bezug auf die Antriebswelle (40) an einem ersten Planetenträger (20) drehbar abgestützt sind, der mit dem ersten Rotationselement (21) integral geformt ist, so daß die ersten Umlaufräder (25) um das erste Zentralrad (41) eine Umlaufbewegung ausführen können;
eine Vielzahl von zweiten Umlaufrädern (35), die mit dem zweiten Zentralrad (43) kämmen und mit gleicher Exzentri­ zität in bezug auf die Antriebswelle (40) an einem zweiten Planetenträger (30) drehbar abgestützt sind, der mit dem zweiten Rotationselement (31) integral geformt ist, so daß die zweiten Umlaufräder (35) eine Umlaufbewegung um das zweite Zentralrad (43) ausführen können;
erste Satellitenwellen (26), die an den jeweiligen ersten Umlaufrädern (25) befestigt sind und davon in Axial­ richtung mit einer Exzentrizität in bezug auf die jeweili­ gen Rotationsachsen der ersten Umlaufräder (25) ausgehen;
zweite Satellitenwellen (36), die an den jeweiligen zweiten Umlaufrädern (35) befestigt sind und davon in Axialrichtung mit einer Exzentrizität in bezug auf die jeweiligen Rotationsachsen der zweiten Umlaufräder (35) ausgehen, wobei die Exzentrizität der zweiten Satelliten­ wellen (36) in bezug auf die jeweiligen Achsen der zweiten Umlaufräder (35) gleich der Exzentrizität der ersten Satel­ litenwellen (26) in bezug auf die jeweiligen Achsen der zweiten Umlaufräder (25) ist; und
eine auf der Antriebswelle (40) zwischen dem ersten und dem zweiten Rotationselement (21, 31) drehbar abgestützte Führungsscheibe (50) mit in Radialrichtung verlaufenden Führungsschlitzen (52), die mit den ersten und den zweiten Satellitenwellen (26, 36) jeweils in Gleiteingriff stehen,
so daß ein Drehmoment in der vorbestimmten Richtung über die Führungsscheibe (50) übertragen wird, solange das Dreh­ moment unter dem vorbestimmten Wert liegt.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsschlitze (52) der Führungsscheibe (50) mit den ersten und zweiten Satellitenwellen (26, 36) über Satellitenringe (28, 38) in Eingriff stehen, die auf den Satellitenwellen (26, 36) drehbar und konzentrisch abge­ stützt sind.

7. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß Umlaufwinkel der ersten Satellitenwellen (26) um jeweilige Achsen der ersten Umlaufräder (25) anfänglich von Umlaufwinkeln der zweiten Satellitenwellen (36) um jewei­ lige Achsen der zweiten Umlaufräder (35) verschieden sind.