DE4209211A1 - Rotary torque load coupling with bi-directional action - has coil spring load element that can be subjected to torsion to spread coils to provide torque transmission function - Google Patents
Rotary torque load coupling with bi-directional action - has coil spring load element that can be subjected to torsion to spread coils to provide torque transmission functionInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine LDS gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to an LDS according to the preamble of Claim 1.
Die LDS ermöglicht als doppelt wirkender Freilauf die Posi tionssicherung einer drehbaren Welle (Abtriebswelle) in beiden Drehrichtungen und den Antrieb dieser drehbaren Wel le von der Antriebswelle her in beiden Drehrichtungen.The LDS enables the Posi as a double-acting freewheel protection of a rotatable shaft (output shaft) in both directions of rotation and the drive of this rotatable wel le from the drive shaft in both directions of rotation.
Die in vielen Gebieten des Maschinenbaus eingesetzten nor malen, einseitig wirkenden Freiläufe gestatten die Drehbe wegung einer Welle nur in einer Drehrichtung, während in der anderen Drehrichtung die Drehbewegung dieser Welle ge sperrt wird. Die Positionierung der Welle findet hierbei also nur in einer bestimmten Drehrichtung statt.The nor. Used in many areas of mechanical engineering paint, one-way freewheels allow the Drehbe movement of a shaft only in one direction of rotation while in the other direction of rotation, the rotational movement of this shaft ge is blocked. The shaft is positioned here therefore only in a certain direction of rotation.
Es gibt zahlreiche Einsatzfälle, bei denen für verstellbare Maschinen oder Geräte eine Positionierung in beiden Dreh richtungen verlangt wird.There are numerous uses in which for adjustable Machines or devices positioning in both rotations directions is required.
Das bedeutet, daß das als Stellglied in Frage kommende Ma schinenteil, z. B. ein mit einer drehbaren Welle verbunde ner kippbarer Behälter, in beiden Drehrichtungen ungehin dert angetrieben werden kann, während rückwirkend vom Stellglied auf die Welle wirkende Rück-Drehmomente (Ab triebsmomente) in beiden Drehrichtungen gesperrt werden müssen.This means that the Ma rail part, e.g. B. connected to a rotatable shaft ner tiltable container, in both directions of rotation dert can be driven while retroactively from Actuating torques acting on the shaft (Ab driving torques) can be blocked in both directions have to.
Derartige Sperren können auch als selbsttätig schaltende, doppelt wirkende Freiläufe angesehen werden.Such locks can also be used as automatically switching double-acting freewheels are considered.
Aus den geschilderten Anforderungen erklärt sich die für ein solches Konstruktionselement verwendete Bezeichnung "Lastdrehmomentsperre", abgekürzt: LDS.From the described requirements, the explains for such a design element used designation "Load torque lock", abbreviated: LDS.
Zusammenfassend kann gesagt werden, daß vom Antrieb zum Ab trieb einer LDS eine Drehbewegung und damit auch ein Dreh moment in beiden Drehrichtungen übertragen werden kann, während umgekehrt eine Drehbewegung und damit auch ein Drehmoment in beiden Drehrichtungen vom Stellglied her, al so vom Abtrieb zum Antrieb einer LDS nicht übertragen wer den kann. In beiden Drehrichtungen tritt jetzt durch Sper ren der LDS eine Positionierung der Abtriebswelle und damit des Stellgliedes ein.In summary it can be said that from the drive to the Ab drove an LDS and thus also a rotation torque can be transmitted in both directions of rotation, while, conversely, a rotary movement and therefore also a Torque in both directions of rotation from the actuator, al not transferred from the output to the drive of an LDS that can. In both directions of rotation now passes through Sper LDS positioning of the output shaft and thus of the actuator.
Es ist bekannt, Lastdrehmomentsperren unter Verwendung ei ner zylindrischen Drehfeder (Schrauben-Drehfeder z. B. mit kreisrundem oder anderen, z. B. rechteckigen, Federdraht querschnitten) für unterschiedliche Einsatzfälle zu verwen den, die nach innen umgebogene Federenden aufweisen: Version I; (Fig. 1).It is known to use load torque locks using a cylindrical torsion spring (helical torsion spring, for example, with a circular or other, for example rectangular, spring wire cross sections) for different applications which have spring ends bent inwards: Version I; ( Fig. 1).
In einer weiterentwickelten und verbesserten Bauweise wer den die nach innen umgebogenen Federenden ersetzt durch in Umfangsrichtung auslaufende Federenden, die mit derart ge formten Feder-Endstücken versehen sind, daß die Einleitung der Umfangskraft beim Sperren tangential mit möglichst großem Hebelarm erfolgt.In a further developed and improved design who which the spring ends bent inwards are replaced by in Circumferential direction tapered spring ends, the ge with such Shaped spring end pieces are provided that the introduction the circumferential force when locking tangentially with if possible large lever arm.
Aus der Patentschrift DE 30 42 398 C2 ist eine derartige LDS für unterschiedliche Anwendungsfälle bekannt: Version II.Such is known from the patent specification DE 30 42 398 C2 LDS known for different applications: Version II.
In Weiterentwicklung dieser beiden bekannten Konstruktionen wird in der Patentanmeldung P 42 02 415.3-26 vom 29.01.92 Schutz begehrt für eine LDS, bei der beim Durchtreiben vom Antrieb zum Abtrieb die Umfangskraft Fu des Antriebsdrehmo mentes Tan in jeder Drehrichtung unmittelbar direkt an der jeweiligen Anschlagstelle (D) von der geschlitzten An triebswelle (6) auf die mit der Abtriebswelle (2) verbunde ne Hebelnabe (1) übertragen wird, ohne daß hierbei eines der beiden Endstücke (7 bzw. 7a) der beiden Federenden der Drehfeder (3) von der Umfangskraft Fu beaufschlagt wird: Version III.In further development of these two known constructions, patent application P 42 02 415.3-26 dated January 29, 1992 requested protection for an LDS in which the circumferential force F u of the drive torque element T an in each direction of rotation was directly on the drive through from drive to output respective stop point (D) from the slotted drive shaft ( 6 ) to the with the output shaft ( 2 ) connected ne lever hub ( 1 ) without one of the two end pieces ( 7 and 7 a) of the two spring ends of the torsion spring ( 3 ) is applied by the circumferential force F u : Version III.
Die geschilderten bekannten, schrittweise verbesserten Kon struktionen der LDS werden weiter optimiert durch die Pa tentanmeldung P 42 06 168.7 vom 28.2.92, in der Schutz be gehrt wird für radial zwischen Drehfeder (3) und geschlitz ter Antriebswelle (6) angeordneten drehbeweglichen Feder stützringen (9), die vorzugsweise mit schraubenförmig ange ordneten profilierten Ausnehmungen ("Gewindegängen") verse hen sind, in denen Federwindungen der Drehfeder (3) einge bettet und geführt werden.The described known, gradually improved con structions of the LDS are further optimized by the patent application P 42 06 168.7 from February 28, 1992, in which protection is sought for support rings arranged radially between the torsion spring ( 3 ) and the slotted drive shaft ( 6 ) ( 9 ), which are preferably provided with helically arranged profiled recesses ("threads"), in which spring turns of the torsion spring ( 3 ) are embedded and guided.
Durch axiales Spannen der Federwindungen, d. h. durch Aus einanderziehen der Drehfeder wird erreicht, daß sich die Federwindungen nicht untereinander berühren können: Version IV; (Zeile 9 in Fig. 2).By axially tensioning the spring coils, ie by pulling the torsion spring apart, it is achieved that the spring coils cannot touch one another: Version IV; (Line 9 in Fig. 2).
Bei diesen 4 bekannten LDS-Konstruktionen (Versionen I bis IV) wurden die Lagerungen der Antriebswellen (6) und der Abtriebswellen (2) so vorgesehen, wie sie der seit langer Zeit bekannten und in der Praxis bis in die Gegenwart aus geführten Lagerungskonzeption nach Fig. 1 entsprechen.In these 4 known LDS constructions (versions I to IV), the bearings of the drive shafts ( 6 ) and the output shafts ( 2 ) were provided in the manner in which the bearing design according to FIG correspond. 1,.
Obwohl diese Lagerungskonzeption für viele Anwendungsfälle praktisch erprobt ist, ergeben sich Nachteile, die sich im mer stärker negativ auswirken, je höher die übertragbaren Drehmomente beim Sperren (Tab) und beim Durchtreiben (Tan) werden.Although this bearing concept has been tried and tested for many applications, there are disadvantages that always have a greater negative impact, the higher the transferable torques when locking (T ab ) and driving through (T an ).
Diese Drehmomentensteigerungen bei sonst gleichen Bezugsab messungen, wie z. B. charakteristischer Durchmesser Dm bzw. D1, Anzahl der Federwindungen, Federdrahtquerschnitt und Federdrahtabmessung etc. sind die angestrebten Konsequenzen der geschilderten Verbesserungen.These torque increases with otherwise the same reference measurements, such as. B. characteristic diameter D m or D 1 , number of spring turns, spring wire cross-section and spring wire dimension etc. are the desired consequences of the improvements described.
Zu der LDS-Version IV ist durch die vorgeschlagenen Verbes serungen bis auf die Konzeption der Lagerungen, das ge steckte Entwicklungsziel der optimierten Drehmomentenüber tragbarkeit und Betriebssicherheit praktisch erreicht wor den, d. h. daß die LDS bei einfachem und kompaktem Aufbau (vergl. Fig. 2 und 3) die Drehmomente beim Sperren (Tab) und beim Durchtreiben (Tan) übertragen kann, die die außen liegenden Wellenzapfen der Antriebs- und Abtriebswellen (6 und 2) festigkeitsmäßig übertragen können. ("ausgewogenene" Konstruktion).To the LDS version IV by the proposed improvements except for the conception of the bearings, the ge development goal of optimized torque transferability and operational safety has been practically achieved, ie that the LDS has a simple and compact structure (see FIGS. 2 and 3) can transmit the torques when locking (T ab ) and when driving through (T on ), which can transmit the external shaft journals of the input and output shafts ( 6 and 2 ) in terms of strength. ("balanced" construction).
Die für die Versionen I bis IV (nach Fig. 1) bei der LDS bekannte Lagerungskonzeption der Antriebswelle (6) mit der Lagerstelle A′ (Lager 10) und der Abtriebswelle (2) mit der Lagerstelle B′ (Lager 11) und mit der Ineinander-Lagerung in der Lagerstelle C′ (Lager 12) weist in den Betriebszuständen "Durchtreiben" und "Sperren"/"Entsperren" folgende Nach teile auf:The known for the versions I to IV (according to Fig. 1) in the LDS bearing design of the drive shaft ( 6 ) with the bearing point A '(bearing 10 ) and the output shaft ( 2 ) with the bearing point B' (bearing 11 ) and with Interlocking storage in storage location C '(storage 12 ) has the following parts in the operating states "drive through" and "lock" / "unlock":
Aus Fig. 1 und 2 ist zu entnehmen, daß beim Durchtreiben die exzentrisch, d. h. außermittig im Abstand (D1-D2)/2 von der Wellenachse wirkende und mit der Antriebsdreh zahl nan umlaufende UmfangskraftFrom Fig. 1 and 2 it can be seen that when driving through the eccentric, ie eccentrically at a distance (D 1 -D 2 ) / 2 acting from the shaft axis and with the drive speed number n to circumferential force
z. B. bei angenommener Linksdrehung der Antriebswelle (6) an der Anschlagstelle D auf die Hebelnabe (1) und damit auf die Abtriebswelle (2) übertragen wird.e.g. B. with assumed left rotation of the drive shaft ( 6 ) at the stop D on the lever hub ( 1 ) and thus on the output shaft ( 2 ).
Die Antriebswelle (6) und die Abtriebswelle (2) werden somit durch die senkrecht zur Wellenachse wirkende mit der Antriebsdrehzahl nan umlaufende Querkraft (Radial kraft) F′u belastet.The drive shaft (6) and the output shaft (2) are thus defined by the force acting perpendicularly to the shaft axis with the drive speed n of circumferential lateral force (radial force) F 'u loaded.
Hierdurch tritt eine vom übertragbaren Antriebsdrehmo ment Tan abhängige, wegen des charakteristischen Aufbaus der vorliegenden LDS-Konzeption notwendigerweise system bedingt auftretende innere Querbelastung (Radialbela stung) der An- und Abtriebswellen und der Lager auf. Dies ist unerwünscht, da demnach die in den Lagerstellen A′ und B′ befindlichen Gehäuselager (10) und (11) beim Durchtreiben kontinuierlich dynamisch durch Radialkräfte schon aus der inneren Funktion der LDS heraus und ohne von außen her auf die außenliegenden Wellenzapfen der An- und Abtriebswellen einwirkende Kräfte (z. B. Radial- und/oder Axialkräfte durch Zahnkräfte, Riemenzug etc.) belastet werden. Hierdurch wird die Lagerlebensdauer von vorne herein bei der bekannten Lagerkonzeption (LDS-Ver sionen I bis IV) unerwünscht reduziert.Hereby occurs the transferable Antriebsdrehmo T ment to dependent, because of the characteristic structure of the present LDS conception necessarily systemic occurring inner lateral load (radial Bela stung) of the input and output shafts and the bearings on. This is undesirable, since the housing bearings ( 10 ) and ( 11 ) located in bearing points A 'and B' are continuously and dynamically driven by radial forces from the internal function of the LDS when driving through and without externally contacting the external shaft journals of the and forces acting on the output shafts (e.g. radial and / or axial forces caused by tooth forces, belt tension, etc.). This undesirably reduces the bearing life from the outset in the known bearing design (LDS versions I to IV).
Bei großen QuerkräftenWith large lateral forces
kommt es darüber hinaus wegen der radialen und axialen Lagerspiele zu einem mit nan umlaufenden Verkanten (Ausknicken, Schiefstellen) der Antriebs- und Abtriebswellen (6 und 2) gegeneinander.If, in addition, because of the radial and axial bearing clearances to a n of circumferential tilting (buckling, skewing) of the input and output shafts (6 and 2) against each other.
Dies kann das sichere Sperren und Entsperren, also die eigentliche Hauptfunktion der LDS als Sicherheitsbauteil, beeinträchtigen.This can be the secure locking and unlocking, i.e. the actual main function of the LDS as a safety component, affect.
Aus Fig. 1, 2 und 3 ist zu entnehmen, daß beim Sperren die exzentrisch, d. h. außermittig im Abstand Dm/2 von der Wellenachse wirkende UmfangskraftFrom Fig. 1, 2 and 3 it can be seen that when locking the peripheral force acting eccentrically, ie eccentrically at a distance D m / 2 from the shaft axis
z. B. bei angenommener Rechtsdrehung der Abtriebswelle (2) an der Anschlagstelle A über das Endstück (7a) in die belasteten ersten Federwindungen der Drehfeder (3) eingeleitet wird.e.g. B. assuming clockwise rotation of the output shaft ( 2 ) at the stop A via the end piece ( 7 a) in the loaded first spring turns of the torsion spring ( 3 ).
Hierbei wird die Drehfeder (3) nach Abschluß einer klei nen für das Sperren notwendigen Schwenkbewegung der Bau teile, die mit der Anschlagstelle A in Kontakt sind (He belnabe (1), Endstück (7a), erste belastete Federwindun gen) um den Verschiebeweg (Sperrweg) c gegen Verdrehen im Ring (4) reibschlüssig gesperrt. Der Reibschluß der unter Vorspannung in der zylindrischen Bohrung sitzenden Drehfeder (3) wird durch das Andrücken über das Endstück (7a) enorm verstärkt, wobei die Pressung der Federwin dungen gegen die Innenfläche der Bohrung von dem Feder ende, welches die Umfangskraft Fu aufnimmt, bis zum an deren, dem freien, unbelasteten Federende (hier Endstück 7) abnimmt.Here, the torsion spring ( 3 ) after completion of a small NEN necessary for locking pivoting movement of the construction parts that are in contact with the attachment point A (He hub hub ( 1 ), end piece ( 7 a), first loaded Federwindun gene) around the displacement (Blocking path) c frictionally locked against twisting in the ring ( 4 ). The frictional engagement of the torsion spring ( 3 ) seated under pretension in the cylindrical bore is enormously increased by pressing on the end piece ( 7 a), the pressure of the Federwin endings against the inner surface of the bore from the spring, which absorbs the circumferential force F u , to the other, the free, unloaded spring end (here end piece 7 ) decreases.
Ein von den inneren Längsabmessungen d, e, f der LDS ab hängiger Anteil der auf die Hebelnabe (1) wirkenden Querkraft Fu wird über die Abtriebswelle (2) auf die La gerstelle B′ mit dem Gehäuselager (11) und der andere An teil der Querkraft Fu wird über die innere Lagerstelle C′ mit dem Lager (12) auf die Antriebswelle (6) und von dort auf die Lagerstelle A′ mit dem Gehäuselager (10) übertragen. A dependent on the inner longitudinal dimensions d, e, f of the LDS from the proportion of the lateral force F u acting on the lever hub ( 1 ) is via the output shaft ( 2 ) on the bearing point B 'with the housing bearing ( 11 ) and the other part the lateral force F u is transmitted via the inner bearing point C 'with the bearing ( 12 ) to the drive shaft ( 6 ) and from there to the bearing point A' with the housing bearing ( 10 ).
Hierdurch tritt eine vom übertragenen Abtriebsdrehmoment (Sperrdrehmoment) Tab abhängige, wegen des charakteri stischen Aufbaus der vorliegenden LDS-Konzeption system bedingt auftretende innere Querbelastung der Antriebs- und der Abtriebswelle und aller Lager auf.As a result, an internal transverse load of the drive shaft and the output shaft and all bearings occurs that is dependent on the transmitted output torque (locking torque) T and is dependent on the characteristic structure of the present LDS concept.
Dies ist unerwünscht, da die in den Lagerstellen A′ und B′ befindlichen Gehäuselager (10) und (11) beim Sperren statisch durch Radialkräfte schon aus der inneren Funk tion der LDS heraus auch ohne von außen her auf die Wel lenzapfen der Antriebs- und Abtriebswellen einwirkende Kräfte (z. B. Radial- und/oder Axialkräfte durch Zahn kräfte, Riemenzug etc.), belastet werden. Hierdurch wird die statische Tragsicherheit von vorne herein bei der vorliegenden bekannten Lagerungskonzeption unerwünscht reduziert.This is undesirable since the housing bearings A 'and B' located in the bearings ( 10 ) and ( 11 ) when locked statically by radial forces from the inner function of the LDS even without the outside on the Wel lenzapfen the drive and Forces acting on the output shafts (e.g. radial and / or axial forces caused by tooth forces, belt tension, etc.). As a result, the static load-bearing capacity is undesirably reduced from the outset in the known mounting concept.
Bei großen QuerkräftenWith large lateral forces
kommt es darüber hin aus wegen der radialen und axialen Lagerspiele zu einem Stillstands-Verkanten (Ausknicken, Schiefstellen) der Antriebs- und Abtriebswellen (6 und 2) gegeneinander.Furthermore, due to the radial and axial bearing play, the drive and output shafts ( 6 and 2 ) tilt against each other at standstill (buckling, misalignment).
Dies kann das sichere Sperren und Entsperren, also die eigentlichen Hauptfunktionen der LDS als Sicherheitsbau teil beeinträchtigen.This can be the secure locking and unlocking, i.e. the main functions of the LDS as a security structure affect part.
Beim gewollten "Entsperren" wird nach Fig. 1 und 3 z. B. bei angenommener Rechtsdrehung der geschlitzten An triebswelle (6) das Endstück (7a) über die Anschlagstel le B solange nach rechts bewegt, bis der Reibschluß der zunächst noch fest in der zylindrischen Bohrung des Ge häuses (4; 5) sitzenden Drehfeder (3) durch das gewollte "Entsperren von hinten" gelockert ist und die Drehfeder bei Überwindung des noch verbleibenden Vorspannungs- Drehmomentes von der geschlitzten Antriebswelle (6) mit geschleppt, d. h. durchgedreht wird.When intended "unlock" 1 and 3, after Fig. Z. B. assuming clockwise rotation of the slotted drive shaft ( 6 ), the end piece ( 7 a) on the stop position le B moves to the right until the frictional engagement of the housing ( 4 ; 5 ), which is initially still firmly in the cylindrical bore of the housing ( 4 ; 5 ) 3 ) is loosened by the desired "unlocking from behind" and the torsion spring is also dragged by the slotted drive shaft ( 6 ) when the remaining preload torque is overcome, ie it is turned.
Ein ungewolltes "Entsperren von hinten" muß auf jeden Fall vermieden werden, was bei der vorliegenden bekann ten Lagerungskonzeption nach Fig. 1 nicht sicher gewähr leistet ist wegen der oben erläuterten Querkraft Fu, die für das Funktionsprinzip der vorliegenden LDS-Konzeption charakteristisch ist und die anteilmäßig auch auf das Lager (12) der Lagerstelle C′ wirkt.An unwanted "unlocking from behind" must be avoided in any case, which is not guaranteed in the present known storage conception according to FIG. 1 because of the above-described lateral force F u , which is characteristic of the functional principle of the present LDS concept and which also acts proportionately on the bearing ( 12 ) of bearing C '.
Durch das oben bereits erläuterte, bei großen Querkräf ten Fu eintretende stillstands-Verkanten (Ausknicken, Schiefstellen) der Antriebs- und Abtriebswellen gegen einander und in geringerem Maße auch durch die statische Belastung des Lagers (12) kann sich das durch dieses La ger übertragene Reibungsdrehmoment erhöhen und bei einer frei und ungebremst drehbaren Antriebswelle (6) (z. B. bei reinem antriebsseitigen Handantrieb und fehlendem antriebsseitigen Antriebsstrang, der bremsend wirkt) die Antriebswelle (6) reibschlüssig mitnehmen.Due to the already explained above, at large transverse forces F u , standstill tilting (buckling, misalignment) of the input and output shafts against one another and to a lesser extent also due to the static load on the bearing ( 12 ), this can be transferred through this bearing increase friction torque and the drive shaft (6) take friction at a free and unrestrained rotatable drive shaft (6) (for. example, in pure drive-side manual drive and lack of drive-side drive train, which has a braking effect).
Hierbei kann wegen des bei der vorliegenden LDS-Konzep tion an sich als besonders vorteilhaft anzusehenden sehr leichtgängigen Entsperrungsvorganges (sehr geringes Ent sperrdrehmoment) ein ungewolltes "Entsperren von hinten" eintreten.Here, because of the present LDS concept tion in itself to be regarded as particularly advantageous smooth unlocking process (very low ent locking torque) an unwanted "unlocking from behind" enter.
Die seit langer Zeit bekannte und bis heute angewendete Konzeption der Lagerung der Antriebs- und Abtriebswellen (6 und 2) nach Fig. 1 gewährleistet nicht die optimale Lagerungsstabilität, wie sie bei den hohen Antriebsdreh momenten Tan und den hohen Abtriebsdrehmomenten Tab (ho he Sperrmomente) erforderlich wäre, die durch die Ver besserungen der Versionen II bis IV erzielt werden. Die Steigerung beträgt das 2- bis 3fache der Drehmomenten übertragbarkeit der Version I (Fig. 1) bei gleichen Grundabmessungen.The well-known for a long time and until today applied concept of storage of the input and output shafts (6 and 2) of FIG. 1 does not ensure the optimal storage stability as moments at the high input speed T and the high output torques T from (ho hey Locking moments) would be required, which are achieved by the improvements of versions II to IV. The increase is 2 to 3 times the torque transferability of version I ( Fig. 1) with the same basic dimensions.
Die unbefriedigende Lagerungsstabilität liegt an der fliegenden Lagerung der Antriebswelle (6) in der Lager stelle A′ mit den beiden Lagern (10) und an der verhält nismäßig kleinen Stützweite (Lagerabstand e) der Ab triebswellenlagerung in den Lagerstellen B′ mit dem Lager (11) und C′ mit dem Lager (12).The unsatisfactory storage stability is due to the flying bearing of the drive shaft ( 6 ) in the bearing point A 'with the two bearings ( 10 ) and the relatively small span (bearing distance e) from the drive shaft bearing in the bearings B' with the bearing ( 11 ) and C 'with the bearing ( 12 ).
Die nachteiligen Konsequenzen einer vor allem bei hoher Drehmomentenübertragbarkeit der LDS nach Fig. 1 nicht befriedigenden Lagerungsstabilität wurden oben bereits geschildert.The disadvantageous consequences of a storage stability which is unsatisfactory, especially with high torque transferability of the LDS according to FIG. 1, have already been described above.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die geschilderten Nachteile zu beseitigen und damit eine LDS zu schaffen, die ein sicheres "Durchtreiben", ein sicheres "Sperren" und ein leichtes "Entsperren" bis zu den höchsten übertragbaren An triebs- und Abtriebsdrehmomenten ohne Gefahr des Versagens sicherstellt und bei der die Gehäuselager (10) der Lager stelle A′ und (11) der Lagerstelle B′ nach Fig. 2 beim "Durchtreiben" völlig unbelastet von den Auswirkungen der systembedingten inneren Querkräfte F′u und Fu bleiben und bei der die gesamte Lagerung (Lagerstellen A′, B′, C′, D′) der LDS optimale Stabilität aufweist (Fig. 2) bei gleichzeitig einfacher und kompakter Gesamtkonstruktion.The invention has for its object to eliminate the disadvantages and thus to create an LDS, the safe "drive through", a safe "lock" and a light "unlock" up to the highest transferable to drive and output torques without risk of Failure ensures and in which the housing bearing ( 10 ) of the bearing point A 'and ( 11 ) of the bearing point B' according to Fig. 2 when "driving through" completely unaffected by the effects of the system-related internal lateral forces F ' u and F u and remain at the entire storage (bearing points A ', B', C ', D') of the LDS has optimal stability ( Fig. 2) with a simple and compact overall construction.
Dies wird erfindungsgemäß dargestellt in dem Ausführungs beispiel in Fig. 2 und 3, dadurch erreicht, daß für die ge schlitzte Antriebswelle (6) und für die Abtriebswelle (2) je nur eine Lagerstelle als Gehäuselagerung vorgesehen wird.This is shown according to the invention in the embodiment example in FIGS. 2 and 3, achieved in that only one bearing point is provided as a housing bearing for the slotted drive shaft ( 6 ) and for the output shaft ( 2 ).
Dies sind die Lagerstelle A′ mit dem Lager (10) und die La gerstelle B′ mit dem Lager (11) jeweils im Gehäuse (4 mit 5 und 8). Diese beiden Gehäuselagerungen haben einen großen Lagerabstand f voneinander (Stützweite der Lager).These are the bearing point A 'with the bearing ( 10 ) and the La gerstelle B' with the bearing ( 11 ) each in the housing ( 4 with 5 and 8 ). These two housing bearings have a large bearing spacing f from one another (span of the bearings).
Eine fliegende Lagerung der Antriebswelle (6) entfällt.A floating bearing of the drive shaft ( 6 ) is not necessary.
Die Antriebs- und Abtriebswellen werden darüber hinaus zweimal ineinander gelagert in der Lagerstelle C′ mit dem Lager (12) und in der Lagerstelle D′ mit dem in Fig. 2 nicht eingezeichneten Wälzlager (13) (aus konstruktiven Gründen einem Nadellager).The drive and output shafts are also stored two times in the bearing C 'with the bearing ( 12 ) and in the bearing D' with the roller bearing ( 13 ) not shown in Fig. 2 (for design reasons a needle bearing).
Eingezeichnet wurde in Fig. 2 eine Gleitlagerung nach An spruch 3.Sliding bearing according to a demanding 3 was shown in Fig. 2.
Die Lagerstellen C′ und D′ für die zwei Ineinander-Lagerungen haben den großen Lagerabstand e.The bearings C 'and D' for the two interlocking bearings have the large bearing distance e.
Dieses erfindungsgemäß vorgeschlagene optimierte Lagerungs konzept führt zu einer einfachen und betriebssicheren Kon struktion und gewährleistet eine optimale Stabilität aller bewegten Teile der LDS, vor allem der beiden Wellen. Dies gilt vor allem auch für die im Vergleich zur Version I (Fig. 1) stark verbesserten LDS-Versionen II bis IV, die eine viel höhere Drehmomentenübertragbarkeit (Tan und Tab) bei gleichen vergleichbaren Hauptabmessungen haben und da bei unter zusätzlicher Einbeziehung der Verbesserung der Lagerungskonzeption nach der Erfindung eine sehr einfache und äußerst kompakte Bauweise ermöglichen. Diese fort schrittliche Bauweise bringt für eine LDS als wichtigem Si cherheitsbauteil in einem Antriebsstrang erwünschte Vortei le im Hinblick auf: Platzbedarf, Betriebssicherheit, Kosten, Gewicht, Wärmean fall beim Durchtreiben, universelle Einbau- und Anbaumög lichkeiten der LDS als kompakter Baueinheit etc.This proposed optimized storage concept according to the invention leads to a simple and reliable construction and ensures optimum stability of all moving parts of the LDS, especially the two shafts. This applies above all to the LDS versions II to IV, which have been greatly improved in comparison to version I ( FIG. 1) and have a much higher torque transferability (T an and T ab ) with the same comparable main dimensions, and since with the additional inclusion of the Improving the storage concept according to the invention allow a very simple and extremely compact design. For LDS as an important safety component in a drivetrain, this progressive design brings the desired advantages in terms of: space requirements, operational safety, costs, weight, heat when driving through, universal installation and attachment options of the LDS as a compact unit, etc.
Für den Betriebszustand "Durchtreiben" ist durch die erfin dungsgemäß nach Anspruch 1 vorgeschlagene Lagerungskonzep tion (Fig. 2) erreicht worden, daß die Lager der beiden Ge häuselagerungen A′ mit dem Lager (10) und B′ mit dem Lager (11) völlig unbelastet bleiben, da die systembedingten in neren Querkräfte F′u bzw. Fu in den beiden Ineinander-Lage rungen von Antriebs- und Abtriebswelle in den Lagern (12) der Lagerstelle C′ und (13) der Lagerstelle D′, deren Lager stets nur statisch (oder gültig für das Lager (13) nach An spruch 2 überhaupt nicht) belastet sind, aufgehoben werden. Die beim Durchtreiben völlig unbelasteten Gehäuselager (10) und (11) stehen somit für die Aufnahme äußerer Axial- und Radialbelastungen auf die beiden außenliegenden Wellenzap fen der Antriebs- und der Abtriebswelle voll zur Verfügung. Zur Ausgestaltung der Erfindung wird nach Anspruch 2 vorge schlagen, daß der Lagerabstand der Lagerstelle A′ mit dem Lager (10) für die Lagerung der Antriebswelle (6) im Gehäu se (4 mit 5 und 8) bis zur Lagerstelle C′ mit dem Lager (12), welche eine der beiden Ineinander-Lagerungen der Ab triebswelle (2) in der Antriebswelle (6) darstellt, mög lichst klein gewählt wird, vorzugsweise gegen 0 gehen soll (d → 0).For the operating state "drive through" has been achieved by the invention inventively proposed according to claim 1 storage concept ( Fig. 2) that the bearings of the two Ge housing bearings A 'with the bearing ( 10 ) and B' with the bearing ( 11 ) completely remain unloaded, since the system-related in other lateral forces F ' u and F u in the two interlocking positions of the input and output shafts in the bearings ( 12 ) of bearing C' and ( 13 ) of bearing D ', their bearings always only statically (or valid for the bearing ( 13 ) according to claim 2 not at all) are lifted. The housing bearings ( 10 ) and ( 11 ), which are completely unloaded when driving through, are therefore fully available for absorbing external axial and radial loads on the two external shaft journals of the drive and output shafts. To design the invention will propose according to claim 2 that the bearing distance of bearing A 'with the bearing ( 10 ) for the storage of the drive shaft ( 6 ) in the hous se ( 4 with 5 and 8 ) to the bearing C' with the bearing ( 12 ), which is one of the two inter-bearings of the drive shaft ( 2 ) in the drive shaft ( 6 ), is chosen as small as possible, preferably should go towards 0 (d → 0).
Hierdurch wird erreicht, daß vor allem beim "Sperren" die Lagerungsstabilität der LDS bei Beachtung der auftretenden großen QuerkraftThis ensures that especially when "locking" the Storage stability of the LDS taking into account the occurring great lateral force
dadurch optimiert wird, daß der Anteil FC′ der Querkraft Fu, der über die Lagerstelle C′ mit dem Lager (12) über den geschlossenen Hohlwellenbereich der Antriebswelle (6) zur Lagerstelle A′ mit dem Lager (10) zu übertragen ist, dann praktisch auf einer gemeinsamen Wirkungslinie übertragen wird, wenn der Abstand d gegen 0 geht (d → 0). Es kann dann kein Kipp-Moment (Quer-Moment) M = FC′·d auf die Antriebswelle (6) wirken, welches ein Stillstands-Verkanten (Ausknicken, Schiefstellen) der An triebs- und Abtriebswellen gegeneinander und in der Lager stelle D′ mit dem Lager (13) eine Lagerkraft FD′ < 0 hervor rufen würde.is optimized in that the proportion F C 'of the transverse force F u which is to be transmitted via the bearing point C' to the bearing ( 12 ) via the closed hollow shaft area of the drive shaft ( 6 ) to the bearing point A 'to the bearing ( 10 ), is then practically transmitted on a common line of action if the distance d approaches 0 (d → 0). There can then be no tilting moment (transverse moment) M = F C ′ · d on the drive shaft ( 6 ), which causes standstill tilting (buckling, misalignment) of the drive and output shafts against each other and in the bearing D 'With the bearing ( 13 ) would cause a bearing force F D '<0.
Wie beim "Sperren" ist auch beim "Durchtreiben" die er reichte stabile Lagerung mit den möglichst großen Lagerab ständen f und (g-d) mit (d → 0) bei den auftretenden hohen inneren QuerkräftenAs with "locking", he is "driving through" handed stable storage with the largest possible storage stands f and (g-d) with (d → 0) at the occurring highs internal lateral forces
wichtige Voraussetzung für die einwandfreie Funktion.important prerequisite for perfect function.
Zur weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird nach Anspruch 3 (Fig. 2) vorgeschlagen, die Ineinander-Lagerung der An triebswelle (6) am (nach Fig. 2: rechten) stirnseitigen Ab schluß ihres geschlitzten Hohlwellenbereiches auf der Ab triebswelle (2) in der Lagerstelle D′ statt über ein Wälzla ger (13) vorteilhaft über eine (schmale) Gleitlagerung vor zunehmen.For a further embodiment of the invention is proposed according to claim 3 ( Fig. 2), the intermounting of the drive shaft ( 6 ) on (according to Fig. 2: right) front end from its slotted hollow shaft area on the drive shaft ( 2 ) in the Bearing point D 'instead of a Wälzla ger ( 13 ) advantageous to increase over a (narrow) plain bearing.
Hierdurch wird axial Platz gewonnen, so daß die LDS schma ler konstruiert werden kann. Weiterhin werden die Kosten für das Wälzlager (13), welches konstruktiv bedingt ein Na dellager sein würde, eingespart. This creates space axially so that the LDS can be constructed more narrowly. Furthermore, the costs for the roller bearing ( 13 ), which would be a Na dellager for design reasons, are saved.
Die Gleitlagerung ist statt der Wälzlagerung an der Lager stelle D′ möglich wegen des erfindungsgemäßen Vorschlags in Anspruch 2, den Lagerabstand d gegen 0 gehen zu lassen (d → 0), wodurch die Gleitlagerung D beim "Sperren" prak tisch unbelastet bleibt (FD′ → 0).The plain bearing is instead of the roller bearing at the bearing point D 'possible because of the proposal according to the invention in claim 2 to let the bearing distance d go to 0 (d → 0), whereby the plain bearing D remains practically unloaded when "locking" (F D ′ → 0).
Es besteht somit beim Sperren bei den (kleinen) Schwenkbe wegungen der Hebelnabe (1) und damit der Abtriebswelle (2) um den Sperrweg c nicht die Gefahr des ungewollten "Ent sperrens von hinten" durch reibschlüssige Mitnahme der An triebswelle (6) wegen des bei einer Gleitlagerung zu erwar tenden höheren Reibungs-Drehmomentes im Vergleich zur Wälz lagerung. Eine reibschlüssige Mitnahme über das Lager (12) der Lagerstelle C′ tritt nicht ein, da ein Wälzlager (vor zugsweise ein Nadellager (käfiggeführte Nadeln oder vollna delig) vorgesehen wird und da kein Verkanten (Ausknicken, Schiefstellen) der Antriebs- und Abtriebswellen mehr ein treten kann, wie bereits ausgeführt wurde.There is thus when locking the (small) Schwenkbe movements of the lever hub ( 1 ) and thus the output shaft ( 2 ) around the locking path c not the risk of unwanted "Ent lock from behind" by frictionally driving the drive shaft ( 6 ) because of in the case of plain bearings, higher frictional torque is to be expected compared to the rolling bearing. A frictional entrainment via the bearing ( 12 ) of the bearing point C 'does not occur because a roller bearing (preferably a needle bearing (cage-guided needles or vollna delig) is provided and there is no tilting (buckling, misalignment) of the drive and output shafts) can occur, as has already been stated.
In Anspruch 4 wird auch Schutz begehrt für die Variante an der Lagerstelle C′ statt des oben beschriebenen Wälzlagers (12) ein Gleitlager trotz der zu erwartenden hohen Radial kraft FC′ beim "Sperren" vorzusehen. Voraussetzung hierfür ist, daß eine Art der Gleitlagerung gewählt wird, die bei den kleinen Schwenkbewegungen beim Sperren nur sehr kleine Reibungsdrehmomente aufweist, um ein ungewolltes "Entsper ren von hinten" sicher auszuschließen.In claim 4 protection is also sought for the variant at the bearing point C 'instead of the roller bearing ( 12 ) described above, a slide bearing despite the expected high radial force F C ' to provide "locking". The prerequisite for this is that a type of plain bearing is selected which has only very small frictional torques in the small swiveling movements when locking in order to reliably rule out an unwanted "unlocking from behind".
Beschreibung der in Fig. 1, 2 und 3 dargestellten Ausfüh rungsbeispiele der Erfindung nach den Ansprüchen 1 bis 4:Description of the exemplary embodiments of the invention shown in FIGS . 1, 2 and 3 according to claims 1 to 4:
-
- Fig. 1: Vorder- und Seitenansicht einer bekannten LDS mit
der bisher üblichen und auch heute angewendeten Lage
rungskonzeption.
(LDS-Version I)
Anhand der Fig. 1 wird jetzt die bekannte LDS erläutert, die für den Einsatz bei der Antriebs- und Positionierein richtung eines kippbaren Behälters (z. B. einer Gießpfan ne) bestimmt ist.- Fig. 1: Front and side view of a known LDS with the hitherto usual and also today used situation conception.
(LDS version I)
With reference to FIG. 1 the known LDS will now be explained, the device for use in drive and Positionierein a tiltable container (z. B. a Gießpfan ne) is determined.
Diese Erläuterung hat auch für den grundsätzlichen Aufbau und die Grundfunktionen Gültigkeit der erfindungsgemäß vorgeschlagenen und in Fig. 2 und 3 als Ausführungsbei spiel dargestellten verbesserten LDS.This explanation is also valid for the basic structure and the basic functions of the improved LDS proposed according to the invention and shown in FIGS. 2 and 3 as an exemplary embodiment.
Die Hebelnabe (1) ist mit der Abtriebswelle (2) verbun den, welche das in beiden Drehrichtungen zu positionie rende Stellglied (z. B. den mit der Abtriebswelle gekup pelten kippbaren Behälter) darstellt.The lever hub ( 1 ) is connected to the output shaft ( 2 ) which represents the actuator to be positioned in both directions of rotation (e.g. the tiltable container coupled to the output shaft).
Die zylindrische Drehfeder (3) (mit kreisrunden oder an deren, z. B. rechteckigen Drahtquerschnitten) mit den beiden nach innen umgebogenen Federenden sitzt unter Vor spannung, die wegen des dann erleichterten Durchtreibens möglichst klein sein sollte, in der gehärteten und ge schliffenen Zylinderbohrung des Ringes (4). Dieser Ring ist fest mit dem Gehäuse (5) verbunden.The cylindrical torsion spring ( 3 ) (with circular or at its, e.g. rectangular wire cross-sections) with the two spring ends bent inwards sits under tension, which should be as small as possible due to the easier driving through, in the hardened and ground cylinder bore of the ring ( 4 ). This ring is firmly connected to the housing ( 5 ).
Beim Sperren des auf die Abtriebswelle (2) der LDS wir kenden Abtriebsmomentes Tab wird die Drehfeder (3) durch das Andrücken der Hebelnabe (1) an der Anschlagstelle A - wenn das Abtriebsdrehmoment Tab rechtsdrehend ist - am beaufschlagten, nach innen umgebogenen Federende zusätz lich auseinandergespreizt und gegen Verdrehen im Ring (4) reibschlüssig gesperrt, weil der Reibschluß der unter Vorspannung in der zylindrischen Bohrung sitzenden Dreh feder durch das Andrücken enorm verstärkt wird, wobei die Pressung der Federwindungen gegen die Innenfläche der Bohrung vom Federende, welches die Umfangskraft aufnimmt, bis zu anderen, dem freien Federende, abnimmt.When locking of the output shaft (2) of the LDS we kenden output torque T from the torsion spring (3) is obtained by the pressing of the lever hub (1) at the stop point A - if the output torque T from veering is - the applied inwardly bent spring end additional Lich spread apart and locked against twisting in the ring ( 4 ) because the frictional engagement of the prestressed in the cylindrical bore torsion spring is enormously increased by pressing, the pressure of the spring turns against the inner surface of the bore from the spring end, which the circumferential force takes up to others, the free spring end, decreases.
Die Antriebswelle (6) ist im Bereich der beiden nach in nen umgebogenen Federenden als geschlitzte Hülse (Hohl welle) derart ausgebildet, daß die Drehfeder (3) über die jeweilige Anschlagstelle - Anschlagstelle B, wenn das An triebsdrehmoment Tan rechtsdrehend ist - am infragekom menden, nach innen umgebogenen Federende entspannt werden kann.The drive shaft (6) is formed in the region of the two according to NEN bent spring ends as a slotted sleeve (hollow shaft) in such a manner that the torsion spring (3) over the respective stop point - stop point B, if the on drive torque T is in clockwise - the infra gekom can be relaxed, the spring end bent inwards.
Der Reibschluß wird dadurch gelockert, und die Drehfeder (3) kann bei Überwindung der noch verbleibenden Vorspann drehmomente von der Antriebswelle (6) mitgeschleppt, d. h. durchgedreht werden. The frictional engagement is loosened, and the torsion spring ( 3 ) can be dragged along by overcoming the remaining preload torques from the drive shaft ( 6 ), ie rotated.
Das Antriebsdrehmoment Tan wird in diesem Betriebszustand des Durchtreibens über das jeweils anliegende, nach innen umgebogene Federende von der Antriebswelle (6) zur Ab triebswelle (1, 2) unmittelbar formschlüssig über die An schlagstelle B übertragen.The drive torque T an is in this operating state of driving through the adjacent, inwardly bent spring end of the drive shaft ( 6 ) from the drive shaft ( 1 , 2 ) directly positively transmitted via the impact point B.
Eine LDS der beschriebenen Art kann nur dann zuverlässig
arbeiten, wenn für die Spiele (Tangentialspiele, Verdreh
spiele) folgende, hier vereinfacht wiedergegebene Bedin
gungen erfüllt sind:
a < b < c.An LDS of the type described can only work reliably if the following conditions, which are shown here in simplified form, are fulfilled for the games (tangential games, twisting games):
a <b <c.
Nur dann kann beim Sperren das volle Abtriebsdrehmoment Tab in beiden Drehrichtungen in allen möglichen Betriebs zuständen ohne Behinderung durch die Anschlagflächen der geschlitzten Hülse der Antriebswelle (6) abgebremst, also gesperrt werden.Only then can the full output torque T ab be braked in both directions of rotation in all possible operating states without hindrance by the stop faces of the slotted sleeve of the drive shaft ( 6 ), that is to say blocked.
Analog gilt beim Durchtreiben, daß nur dann, wenn die ge nannten Bedingungen erfüllt sind, die Drehfeder (3) ein wandfrei entsperrt wird, und das Antriebsdrehmoment Tan in beiden Drehrichtungen ohne Behinderung durch die An schlagflächen der geschlitzten Hülse der Antriebswelle (6) von der Antriebswelle zur Abtriebswelle (1, 2) über tragen werden kann.The same applies when driving through, that only if the conditions mentioned ge are met, the torsion spring ( 3 ) is unlocked without a wall, and the drive torque T on in both directions of rotation without obstruction by the striking surfaces of the slotted sleeve of the drive shaft ( 6 ) the drive shaft to the output shaft ( 1 , 2 ) can be transferred.
Die Spiele sind in Fig. 1, Seitenansicht, eingezeichnet und entstehen, wenn bei leichter Rechtsdrehung der Ab triebswelle (1, 2) und der Antriebswelle (6) Berührung an den Anschlagstellen A und B gegen die nach innen umgebo genen Federenden der unter Vorspannung in der zylindri schen Bohrung des Ringes (4) sitzenden Drehfeder (3) ein tritt, bevor eine Drehmomentenübertragung von Tan und/oder Tab vorliegt.The games are shown in Fig. 1, side view, and arise when the drive shaft ( 1 , 2 ) and the drive shaft ( 6 ) come into contact with the stop points A and B against the inwardly bent spring ends of the pretension in with slight clockwise rotation the cylindricity rule bore of the ring occurs (4) seated a torsion spring (3) before a torque transmission from T and / or T is present from.
Das Spiel a muß größer sein als der Verschiebeweg (Sperr weg) c, den das belastete Federende an der Anschlagstelle A beim Sperren zum Aufbau der zusätzlichen Reibung zwi schen Federwindungen und Bohrung zurücklegt, damit beim Sperren ein gleichzeitiges Entsperren der Drehfeder (un gewolltes "Entsperren von hinten") nicht eintreten kann.The play a must be greater than the displacement path (block way) c the loaded spring end at the stop A when locking to build up the additional friction between spring turns and bore, so that when Lock a simultaneous unlocking of the torsion spring (un deliberate "unlocking from behind") cannot occur.
- - Fig. 2 und 3: Vorder- und Seitenansicht der nach den An sprüchen 1 bis 4 vorgeschlagenen optimierten Lagerungs konzeption.- Fig. 2 and 3: front and side view of the proposed to the claims 1 to 4 proposed optimized storage concept.
Anhand der Fig. 2 und 3 wird jetzt die ausführliche Be schreibung der Fig. 1 ergänzt.Referring to Figs. 2 and 3, the detailed Be is now scription of FIG. 1 supplemented.
Die obige Beschreibung behält volle Gültigkeit bis auf den Hinweis, daß statt der nach innen umgebogenen Feder enden der Drehfeder (3) in vorteilhafter Weise Feder-End stücke (7 und 7a) verwendet werden, die funktionsmäßig beim Sperren, Entsperren und Durchtreiben im wesentlichen den umgebogenen Teilen der beiden Federenden der Drehfe der entsprechen.The above description remains fully valid except for the note that instead of the inwardly bent spring ends of the torsion spring ( 3 ) in an advantageous manner spring end pieces ( 7 and 7 a) are used, which functionally when locking, unlocking and driving through essentially correspond to the bent parts of the two spring ends of the rotary spring.
Die Endstücke können, um einige Anwendungsbeispiele zu erwähnen, als geschlitzte oder geteilte Klemmstücke aus geführt werden, die reibschlüssig, formschlüssig oder stoffschlüssig mit dem Federdraht verbunden sind.The end pieces can, to some application examples mention as slotted or split clamps that are frictionally, positively or are integrally connected to the spring wire.
Die Endstücke können aber auch durch den Federdraht selbst (z. B. auch durch Anstauchen, durch Radialstifte im Federdraht etc.) gebildet werden.The end pieces can also through the spring wire itself (e.g. also by upsetting, by radial pins in the spring wire etc.).
Zu Fig. 2 und 3 werden Verbesserungen der Patentanmeldung P 42 06 168.7 (LDS-Version IV) eingezeichnet, indem die Federstützringe (9) mit der über die ersten "Gewindegän ge" axial gespannten, d. h. etwas auseinandergezogenen Drehfeder (3) dargestellt werden. Das so entstehende Axi alspiel Sa gewährleistet, daß sich die Federwindungen nicht mehr gegenseitig berühren können.To Fig. 2 and 3, improvements are the patent application P 42 06 168.7 drawn (LDS version IV) by the spring support rings (9) axially tensioned with "ge Gewindegän" about the first, ie somewhat exploded torsion spring (3). The resulting Axi alsspiel S a ensures that the spring turns can no longer touch each other.
Durch alle Verbesserungen (LDS-Versionen I bis IV) konnte die Drehmomentenübertragbarkeit beim "Durchtreiben" (Tan) und beim "Sperren" (Tab) beträchtlich gesteigert werden. Dieser Steigerung auf den 2- bis 3fachen Wert muß die erfindungsgemäß zu verbessernde Lagerungskonzeption der LDS Rechnung tragen.Thanks to all improvements (LDS versions I to IV), the torque transferability when "driving through" (T on ) and when "locking" (T down ) was increased considerably. The storage concept of the LDS, which is to be improved in accordance with the invention, must take this increase to 2 to 3 times the value into account.
In den Lagerstellen A′ mit dem Lager (10) und B′ mit dem Lager (11), die den größtmöglichen Lagerabstand f haben, werden die Antriebswelle (6) und die Abtriebswelle (2) im Gehäuse (4 mit 5 und 8) gelagert. In the bearing points A 'with the bearing ( 10 ) and B' with the bearing ( 11 ), which have the greatest possible bearing distance f, the drive shaft ( 6 ) and the output shaft ( 2 ) are mounted in the housing ( 4 with 5 and 8 ) .
Die zusätzliche Abstützung der Antriebs- und Abtriebswel len erfolgt durch die zweimalige Ineinander-Lagerung in der Lagerstelle C′ mit dem Lager (12) und in der Lager stelle D′ mit der in Fig. 2 eingezeichneten schmalen Gleitlagerung der geschlitzten Antriebswelle (6) am rech ten stirnseitigen Abschluß ihres geschlitzten Hohlwellen bereiches (Hülsenbereiches) mit dem größtmöglichen Lager abstand (g-d), wobei d gegen 0 gehen soll (d → 0).The additional support of the input and Abtriebswel len is carried out by the two inter-bearing in the bearing C 'with the bearing ( 12 ) and in the bearing point D' with the narrow slide bearing shown in Fig. 2 of the slotted drive shaft ( 6 ) on right end of your slotted hollow shaft area (sleeve area) with the greatest possible bearing distance (gd), where d should go towards 0 (d → 0).
Die axiale Abstützung der beiden Wellen in einer Rich tung, hier nach innen, erfolgt über die Kontaktstelle E. Diese einfache Abstützung ist möglich wegen der nur sehr kleinen Schwenkbewegungen der Antriebs- und Abtriebswel len gegeneinander.The axial support of the two shafts in one direction tion, here inwards, takes place via contact point E. This simple support is possible because of the very small swiveling movements of the drive and output shaft len against each other.
- - Ergebnis: Die LDS nach Fig. 2 und 3 ist sehr einfach und äußerst kompakt als in sich geschlossenes Maschinenteil oder als Einbau- oder Anbaueinheit konstruiert und kann z. B. über eine eingezeichnete Flanschbefestigung univer sell befestigt und kombiniert werden. Es sind auch Kombi nationen mit verschiedenen Kupplungsarten, wie z. B. Si cherheitsrutschkupplungen, möglich.- Result: The LDS according to FIGS. 2 and 3 is very simple and extremely compact as a self-contained machine part or as a built-in or add-on unit. B. be attached and combined via a marked flange mounting univer sell. There are also combinations with different types of coupling, such as. B. Si safety slip clutches possible.
- Die Schmierung kann z. B. als Ölschmierung oder Fett schmierung über eine eigene Füllung oder in Kombination mit dem Schmierkreislauf der angeschlossenen Maschine (z. B. Getriebe) erfolgen.The lubrication can e.g. B. as oil lubrication or grease Lubrication with its own filling or in combination with the lubrication circuit of the connected machine (e.g. Gearbox).
-
- Zusammenfassend wird festgestellt, daß die erfindungsge
mäß vorgeschlagene LDS im Vergleich zu den bekannten Aus
führungen folgende Vorteile aufweist:
- - Alle Lagerungen der Antriebs- und Abtriebswellen (6 und 2) sind stabil, statisch bestimmt und haben die größt möglichen Lagerabstände f und (g-d) mit d → 0.
- - Die inneren Lagerungen der Antriebs- und der Abtriebs welle (6 und 2) sind durch die zweimaligen Ineinander- Lagerungen C′ und D′ mit, wie auch bei den Lagerstellen A′ und B′, größtmöglichem Lagerabstand (g-d) so gestaltet und angeordnet, daß die beiden Gehäuselagerungen A′ mit dem Lager (10) und B′ mit dem Lager (11) beim "Durch treiben" durch die systembedingten inneren Querkräfte (innere Radialkräfte) nicht beaufschlagt werden, son dern diese beiden Gehäuselager laufen völlig unbelastet um und stehen somit für die Aufnahme eventueller äuße rer Zusatzbelastungen auf die außenliegenden Wellenzap fen der Antriebs- und der Abtriebswelle (z. B. äußere Radial- und/oder Axialkräfte) zur Verfügung.
- - Eine Lagerbelastung durch eine innere Radialkraft FD′ (innere Querkraft) an der Lagerstelle D′ liegt nicht vor beim Durchtreiben.
- - Ein Verkanten (Ausknicken, Schiefstellen) der Antriebs- und Abtriebswellen (6 und 2) gegeneinander kann nicht auftreten.
- - An der Lagerstelle D′ kann statt einer aufwendigeren Wälzlagerung eine einfache (schmale) Gleitlagerung platzsparend und kostengünstig vorgesehen werden.
- - Die Gefahr des ungewollten "Entsperrens von hinten" beim "Sperren" besteht nicht, d. h. die Betriebssicher heit der LDS als Sicherheitsbauteil ist gewährleistet.
- - Die LDS nach Fig. 2 und 3 stellt eine ausgewogene Kon struktion dar, die sehr einfach und äußerst kompakt aufgebaut ist und die als in sich geschlossene Bauein heit selbständig in einem Antriebsstrang oder als An bau- oder Einbaueinheit oder kombiniert mit verschiede nen Kupplungsbauarten bei hoher Drehmomentenübertrag barkeit beim "Sperren" und beim "Durchtreiben" und mit hoher Betriebssicherheit vielfältig einsetzbar ist.
- - All bearings of the input and output shafts ( 6 and 2 ) are stable, statically determined and have the largest possible bearing distances f and (gd) with d → 0.
- - The inner bearings of the drive and the output shaft ( 6 and 2 ) are designed and arranged by the two interlocking bearings C 'and D' with, as with the bearings A 'and B', the largest possible bearing distance (gd) that the two housing bearings A 'with the bearing ( 10 ) and B' with the bearing ( 11 ) during "drive through" are not acted upon by the system-related internal transverse forces (internal radial forces), but these two housing bearings run around completely unloaded and are thus available for absorbing any external additional loads on the external shaft journals of the input and output shafts (e.g. external radial and / or axial forces).
- - A bearing load by an internal radial force F D '(internal transverse force) at the bearing point D' is not present when driving through.
- - Tilting (buckling, misalignment) of the input and output shafts ( 6 and 2 ) against each other cannot occur.
- - At the bearing point D 'a simple (narrow) plain bearing can be provided in a space-saving and cost-effective manner instead of a more complex roller bearing.
- - There is no danger of unwanted "unlocking from behind" when "locking", ie the operational safety of the LDS as a safety component is guaranteed.
- - The LDS according to FIGS. 2 and 3 represents a balanced con construction, which is very simple and extremely compact and which, as a self-contained unit, is independent in a drive train or as a built-on or built-in unit or combined with various types of couplings high torque transfer availability when "locking" and "driving through" and with high operational reliability is versatile.
Claims (4)
- - Für die Beurteilung der Patentfähigkeit in Betracht gezo gene Druckschriften:
- Patentschrift DE 30 42 398 C2
vom 29.5.91
Patentanmeldung P 42 02 415.3
vom 29.01.92
Patentanmeldung P 42 06 168.7
vom 28.2.92.
- - Documents considered for the assessment of patentability:
- Patent DE 30 42 398 C2
from May 29, 1991
Patent application P 42 02 415.3
from 29.01.92
Patent application P 42 06 168.7
from 28.2.92.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19924209211 DE4209211C2 (en) | 1992-03-21 | 1992-03-21 | Load torque lock |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19924209211 DE4209211C2 (en) | 1992-03-21 | 1992-03-21 | Load torque lock |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE4209211A1 true DE4209211A1 (en) | 1993-09-23 |
DE4209211C2 DE4209211C2 (en) | 1994-04-28 |
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ID=6454682
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19924209211 Expired - Fee Related DE4209211C2 (en) | 1992-03-21 | 1992-03-21 | Load torque lock |
Country Status (1)
Country | Link |
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DE (1) | DE4209211C2 (en) |
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- 1992-03-21 DE DE19924209211 patent/DE4209211C2/en not_active Expired - Fee Related
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