DE4100332C2 - In eine Drehrichtung wirksame Dämpfungsvorrichtung - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine in eine Richtung wirksame Dämpfungsvorrichtung, welche einen Kupplungsaufbau umfaßt, der eine Drehwelle in Abhängigkeit von der Drehrichtung entweder antreibt oder frei umlaufen läßt.

Stand der Technik

Eine Vorrichtung, die auf ein Teil einwirkt, daß es in eine bestimmte Richtung gedrängt worden ist und die die Bewegung dieses Teils verlangsamt, kann als Dämpfungsvorrichtung bezeichnet werden. Eine solche Vorrichtung wird beispielsweise oft bei Tür-Schließeinrichtungen verwendet, bei denen die Geschwindigkeit des Tür-Schließens und insbesondere die Drehgeschwindigkeit einer Scharnier-Welle sich in Abhängigkeit von der eingestellten Widerstandskraft eines Kolbens ändert, der innerhalb eines Zylinders gleitet.

Eine solche Dämpfungsvorrichtung kann jedoch nicht direkt auf die Drehwelle aufgesetzt werden, so daß ein Problem darin besteht, daß eine solche Vorrichtung zum Beispiel nicht bei Drehwellen einer Maschine verwendet werden kann, es sei denn, daß dort ein Raum für das Einbauen einer solchen Dämpfungsvorrichtung vorhanden ist.

Im Gegensatz dazu ist eine Vorrichtung bekannt, bei der Drehmoment bei Drehen in einer Richtung übertragen wird und bei der dieses Drehmoment dann nicht übertragen wird, wenn die Drehung in der anderen Richtung aufgebracht wird. Als ein Beispiel für eine solche Vorrichtung kann eine Überholkupplung nach dem US-Patent Nr. 42 36 619 genannt werden. Da diese Vorrichtung eine Kupplung darstellt, ist ihre Wirkung nur darauf beschränkt, daß sie Drehmoment entweder überträgt oder nicht überträgt.

Durch die DE-710 842 ist ein für die Rückwirkungen des getriebenen Teiles nach beiden Drehrichtungen gesperrtes Getriebe bekannt. Dort sind ein treibendes und ein getriebenes Wellenteil koaxial miteinander so angeordnet, daß ihre gegenseitige Eingriffsstelle von einer drehbaren, jedoch abbremsbaren Hülse umgeben ist. Der getriebene Wellenteil steht dabei mit dieser Hülse über die Kugeln in Verbindung, die sich zwischen dem Innenumfang der Hülse und Teilen des getriebenen Wellenteils befinden, die ihrerseits in bezug auf die Innen-Umfangsfläche der Hülse eine konisch zulaufende Klemmfläche bilden. Zwischen diesen Klemmflächen am getriebenen Wellenteil und dem Innenumfang der Hülse verklemmen sich die Kugeln dann, wenn infolge einer "Rückwirkung" aus dem getriebenen Wellenteil auf das treibende die Antriebswirkung vom normalerweise getriebenen auf das treibende Teil zurückwirkt. Diese unerwünschte Rückwirkung wird mithin auf die Hülse übertragen und zusammen mit ihr abgebremst. Diese Funktion tritt bei der bekannten Vorrichtung bei einer Rückwirkung in beiden Drehrichtungen auf. Dann, wenn andererseits das Drehmoment in das treibende Wellenteil eingeleitet wird, wie dies normalerweise der Fall ist, drücken die klauenartigen Teile dieses treibenden Wellenteiles die jeweils in Sperrstellung stehenden Kugeln aus ihren Sperrstellungen heraus; bei dieser Drehmomenteinleitung wird das getriebene Wellenteil in beiden Drehrichtungen mitgenommen, ohne daß die Kugeln eine Sperrwirkung ausüben und ohne daß mithin die Hülse sich verdreht. Eine Brems- oder Dämpfungswirkung tritt somit in beiden Drehrichtungen nicht ein.

Übliche Kupplungsvorrichtungen, die zum Übertragen eines Drehmoments in einer Drehrichtung verwendet werden, sind so aufgebaut, daß sie eine Anzahl von genau bearbeiteten Teilen benötigen, so daß ihre Herstellungskosten hoch sind; darüber hinaus treten oft Probleme dahingehend auf, daß ihre Wirkungsweise dann fehlerhaft ist, wenn Teile in einzelnen Abschnitten schlecht bearbeitet sind.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine in einer Drehrichtung wirksame Dämpfungsvorrichtung zu schaffen, bei der das drehende oder angetriebene Teil in der einen Drehrichtung frei und ohne Drehmomentübertragung umläuft, während es in der anderen Richtung ein Drehmoment überträgt und dieses dämpfend abgebremst wird.

Die oben genannte Aufgabe wird durch eine in einer Drehrichtung wirkende Dämpfungseinrichtung gelöst, die gekennzeichnet ist durch ein äußeres Gehäuse mit einem zylindrischen Hohlraum, dessen eine Stirnseite offen und dessen andere Stirnseite geschlossen ist, durch ein im Hohlraum drehbar angeordnetes, inneres und zylindrisches Gehäuse, dessen eine Stirnseite offen und dessen andere Stirnseite geschlossen ist und an dessen Innenumfang eine Innenverzahnung ausgebildet ist, durch zwischen der Mantelfläche des inneren Gehäuses und der Innenwand des äußeren Gehäuses eingelagertes Packmaterial, durch ein Dichtungsmittel zum Abdichten des Hohlraumes zwischen den Gehäusen, durch eine Drehwelle, die mit einem Ende in dem Wellenloch eines Deckels gelagert ist, der die Stirnseite des äußeren Gehäuses abschließt, durch Ritzel, die im Ende der Drehwelle axial gelagert sind und mit der Innenverzahnung im inneren Gehäuse in Eingriff stehen, sowie durch schwimmende Ritzel, die beim Drehen der Drehwelle in einer Richtung durchdrehen, die aber beim Drehen der Drehwelle in der entgegengesetzten Richtung sowohl mit den gelagerten Ritzeln als auch mit der Innenverzahnung kämmen.

Bei der erfinduungsgemäßen, in einer Drehrichtung wirkenden Dämpfungsvorrichtung wird die Drehung einer besonderen Welle in einer Richtung innerhalb eines vorbestimmten Bereiches abgebremst, wobei ein Stoß abgemildert wird und wobei einer Drehung in entgegengesetzter Richtung kein Widerstand entgegengesetzt wird; darüber hinaus ist die beanspruchte Vorrichtung von einfachem Aufbau, so daß es möglich ist, die Herstellungskosten niedrig zu halten und sie vielseitig zu verwenden.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Anhand der beigefügten Zeichnungen wird nun ein Ausführungsbeispiel der Dämpfungsvorrichtung nach der Erfindung beispielsweise beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 ist eine teilweise geschnittene Seitenansicht der erfindungsgemäßen Dämpfungsvorrichtung;

Fig. 2 ist eine Ansicht im Querschnitt des Hauptabschnittes;

Fig. 3 ist eine Explosionsdarstellung;

Fig. 4 ist eine Druntersicht des anderen Endes des inneren Gehäuses;

Fig. 5 ist eine Draufsicht auf die Dreh-Welle;

Fig. 6 ist eine vergrößerte Darstellung der Innenverzahnung; und

Fig. 7 ist eine vergrößerte Darstellung eines Zahnes der Zahnräder.

Wie dies in den Fig. 1 oder 3 dargestellt ist, hat die beispielsweise beschriebene Dämpfvorrichtung ein vollständig zylindrisches äußeres Gehäuse 10 sowie ein darin mit ihm zusammenwirkendes, zylindrisches inneres Gehäuse 20; zwischen den beiden Gehäusen 10 und 20 befindet sich ein Packmaterial G, das in einer vorbestimmten Dreh-Richtung den benötigten Widerstand bereitstellt.

Das äußere Gehäuse 10 hat einen Hohlraum 11, dessen eine Stirnseite 12 offen ist und im folgenden als Öffnung 12 bezeichnet ist; das andere Ende des äußeren Gehäuses 10 ist geschlossen und an ihm ist eine Befestigungsplatte 15 fest angeformt.

Das innere Gehäuse, das einen Drehteil darstellt, ist in den Hohlraum 11 eingesetzt und, ähnlich wie beim äußeren Gehäuse 10, ist ein Ende des inneren Gehäuses 20 offen und das andere Ende geschlossen; an seinem Innenumfang weist es ferner eine Innenverzahnung 21 auf.

Zum Einbringen des Packmaterials G sind am äußeren Umfang des inneren Gehäuses 20 symmetrisch rund um die Welle herum mehrere Vertiefungen 22 ausgebildet, die untereinander mit Hilfe von Durchlässen 23 verbunden sind.

An der Öffnung des äußeren Gehäuses 10 ist ein Dichtmittel 30 vorgesehen, um zu verhindern, daß das Packmaterial G entweicht. Als ein solches Packmaterial kann sogenanntes "Drehmomenten-Fett" (torque grease) oder ähnliches verwendet werden und als Dichtmittel 30 kann zum Beispiel ein O-Ring benutzt werden.

Die Öffnung 12 des äußeren Gehäuses 10 ist durch einen Deckel 40 verschlossen, der gleichzeitig als Lagerglied für die Drehwelle 50 dient; in der Mitte des Deckels 40 befindet sich ein Wellen-Loch 41, in dem die Drehwelle 50 drehbar gelagert ist.

An der Außenseite der Drehwelle 50 ist ein Bund 55 angeformt, mit dessen Hilfe die Drehwelle 50 im Wellenloch 41 des Deckels gehalten wird, so daß der vom Bund 55 nach innen ragende Endabschnitt 51 der Abschnitt ist, der innen in das innere Gehäuse 20 eingesetzt wird.

Der Deckel 40 wird durch Einschrauben seines äußeren Gewindes 42 in das Innengewinde 13 am Innenumfang des offenen Endes des äußeren Zylinders 10 eingeschraubt und die Drehwelle 50 ist axial auf dem Mittelzapfen 24 des inneren Gehäuses 20 mit Hilfe des Bundes 55 als End-Zentrierung gelagert; das innere Gehäuse 20 ist axial auf dem Mittelzapfen 14 des äußeren Gehäuses gelagert, der in die Mittelbohrung 25 des inneren Gehäuses 20 eingreift.

Am Ende 51 der Drehwelle 50 sind auf Lagerzapfen 53 Ritzel 61 gelagert. Diese Ritzel 61 befinden sich - unabhängig von der Drehrichtung - immer im Zahneingriff mit der Innenverzahnung des inneren Gehäuses 20 und sie sind an zwei oder mehr Stellen symmetrisch zu dem zwischen ihnen liegenden Mittelzapfen angeordnet.

Um sowohl die Ritzel 61 als auch (ungelagert) schwimmende Ritzel 62, die mit diesen Ritzeln 61 im Zahneingriff sein können, am Umfang des Endes 51 der Drehwelle 50 zu haltern, sind dort Taschen 52 vorgesehen; wenn sich die Drehwelle 50 in einer Richtung dreht, dann stehen die fest gelagerten Ritzel 61, die Innenverzahnung 21 und die schwimmenden Ritzel 62 miteinander in Zahneingriff. Wenn sich die Drehwelle in der anderen Richtung dreht, sind die beiden Ritzel 61 und 62 nicht im Zahneingriff miteinander; sie drehen sich dabei so, daß die bogenförmigen Ausschnitte 54, die in den Taschen vorgesehen sind, die Lagen der schwimmenden Ritzel 62 begrenzen (siehe Fig. 5). Sowohl für die Innenverzahnung 21 als auch für die Zahnformen der Ritzel 61 und 62 ist jede Zahnform geeignet; die Zuverlässigkeit wird jedoch dann sehr erhöht, wenn eine Zahnform mit fast keinem Spiel in Drehrichtung verwendet wird (siehe Fig. 6 und 7).

Wenn sich bei der oben beschriebenen, nur in einer Richtung wirkenden Dämpfungsvorrichtung die Drehwelle in einer Richtung relativ zur festen Seite des äußeren Gehäuses 10 dreht, das heißt, im dargestellten Beispielsfall nach links in Fig. 2, dann drehen sich die mit der Innenverzahnung 21 in Eingriff stehenden Ritzel 61 in derselben Richtung, während die schwimmenden Ritzel frei zwischen der Innenverzahnung 21, den Vertiefungen 54 und den gelagerten Ritzeln 61 umlaufen, so daß die Drehung der Drehwelle 50 in gar keiner Weise behindert ist.

Bei einer Drehung in der anderen Richtung jedoch, das heißt dann, wenn sich die Drehwelle 50 in dem dargestellten Fall nach rechts dreht, dann drehen sich die gelagerten Ritzel 61 in derselben Richtung längs der Innenverzahnung 21 und die schwimmenden Ritzel, die in Drehrichtung voreilen, treten in Zahneingriff sowohl mit der Innenverzahnung 21 als auch mit den gelagerten Ritzeln 61, so daß jedes der Zahnräder sich nicht mehr weiterdrehen kann, so daß auf diese Weise die Drehwelle 50 in einen Zustand gerät, in dem sie mit dem inneren Gehäuse 20 verriegelt ist.

In diesem verriegelten Zustand wirken die Drehwelle 50 und das innere Gehäuse 20 als ein Körper, das innere Gehäuse 20 und das äußere Gehäuse 10 sind jedoch in einem Zustand, in dem sie sich relativ zueinander verdrehen können; zwischen den beiden Gehäusen 10 und 20 befindet sich nämlich das Packmaterial G und wenn die äußere Kraft, die auf die Drehwelle 50 einwirkt, im Bereich des Viskositätswiderstandes zwischen den beiden Gehäusen liegt, dann wird die Drehwelle angehalten; wenn das aufgebrachte Drehmoment jedoch größer ist, dann wirkt das Packmaterial als Bremse.

Durch die vorliegende Erfindung ist es mithin möglich, eine sehr einfache, nur in eine Richtung wirksame Dämpfungsvorrichtung mit Hilfe von wenigstens zwei oder vier Ritzeln 61, 62 und einer Innenverzahnung 21 zu schaffen, wobei die Wirkung der Drehung in nur einer Richtung und das Arretieren in der anderen Richtung durch In- und Außereingriffkommen der schwimmenden Ritzel bewirkt wird; diese Wirkung tritt sicher ein, ohne daß die Notwendigkeit einer großen Genauigkeit bei der Herstellung der Teile besteht, so daß die Herstellung dieser Teile sehr leicht ist. Die Dämpfungsvorrichtung nach der Erfindung ist daher für Massenproduktionen geeignet und hilft, die Herstellungskosten zu senken.

Claims (4)

1. In einer Richtung wirksame Dämpfungsvorrichtung, gekennzeichnet durch

• - ein äußeres Gehäuse (10) mit einem zylindrischen Hohlraum (11), dessen eine Stirnseite (12) offen und dessen andere Stirnseite geschlossen ist,
• - ein im Hohlraum (11) drehbar angeordnetes inneres, zylindrisches Gehäuse (20), dessen eine Stirnseite offen und dessen andere Stirnseite geschlossen ist und an dessen Innenumfang eine Innenverzahnung 21 ausgebildet ist,
• - zwischen der Mantelfläche des inneren Gehäuses (20) und der Innenwand des äußeren Gehäuses (10) eingelagertes Packmaterial (G),
• - ein Dichtungsmittel (30) zum Abdichten des Hohlraumes (11) zwischen den Gehäusen (10, 20),
• - eine Drehwelle (50), die mit einem Ende (51) in dem Wellenloch (41) eines Deckels (40) gelagert ist, der die Stirnseite (12) des äußeren Gehäuses (10) abschließt,
• - Ritzel (61), die im Ende (51) der Drehwelle (50) axial gelagert sind und mit der Innenverzahnung (21) im inneren Gehäuse (20) im Eingriff stehen, sowie
• - schwimmende Ritzel (62), die beim Drehen der Drehwelle (50) in einer Richtung durchdrehen, die aber beim Drehen der Drehwelle in der entgegengesetzten Richtung sowohl mit den gelagerten Ritzeln (61) als auch mit der Innenverzahnung (21) kämmen.

2. Dämpfungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das innere Gehäuse an mehreren Stellen seines Außenumfangs Vertiefungen (22) aufweist, die untereinander durch Durchlässe (23) verbunden sind.

3. Dämpfungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das innere Gehäuse (20) auf einem Mittelzapfen (14) des äußeren Gehäuses (10) axial gelagert ist und daß die Drehwelle (50) auf einem Mittelzapfen (24) des inneren Gehäuses (20) axial gelagert ist.

4. Dämpfungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehwelle (50) wenigstens eine Tasche (52) hat, in der jeweils zwei Ritzel (61, 62) am Umfang des Endes (51) der Drehwelle (50) angeordnet sind, wobei der Lagerzapfen (53) des gelagerten Ritzels (61) in der Tasche (52) vorgesehen ist und wobei ein bogenförmiger Ausschnitt (54) in der Umfangswand des Endes (51) der Drehwelle (50) zum Einstellen der Durchdreh-Lage der schwimmenden Ritzel (62) vorgesehen ist.