DE9421622U1 - Stirnradgetriebe - Google Patents

Description

Stirnradgetriebe

Die Neuerung betrifft ein Stirnradgetriebe für die Verstellung von Gewindespindeln, insbesondere Kugelgewindespindeln.

Der Antrieb von Gewindespindeln erfolgt vielfach durch Schneckengetriebe, die nachteiligerweise erst bei relativ hohen Untersetzungen eine sichere Selbsthemmung besitzen. Eine höhere Untersetzung bedingt jedoch einen niedrigeren Wirkungsgrad und damit wiederum eine höhere Antriebsenergie. Da aber derartige Spindelantriebe häufig von Hand angetrieben werden, ist es erforderlich, sowohl hohe Wirkungsgrade zwecks Gewährleistung eines guten Bedienungskomforts bzw., bei einem Antrieb durch Elektromotoren, eines geringen Energieverbrauchs, als auch eine sichere Abbremsung bzw. Blockierung bzw. Selbsthaltung der Verlagerung der jeweiligen Gewindespindel zu erreichen. Besonders schwierig ist es, eine Selbsthaltung bei Kugelgewindespindeln zu erreichen, die wiederum einen sehr hohen Wirkungsgrad besitzen.

Die der Neuerung zugrundeliegende Aufgabe wird darin gesehen, einen Antrieb zu schaffen, der diesen Zielsetzungen entspricht.

Neuerungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst durch ein Stirnradgetriebe mit einem Antriebszahnrad und einem Abtriebszahnrad, die jeweils eine Schrägverzahnung mit unterschiedlichen Steigungswinkeln aufweisen, die so bemessen sind, daß bei dem Versuch eines Antriebs über das Abtriebszahnrad eine Selbsthemmung erfolgt, als Drehantrieb von Gewindespindeln, insbesondere von Kugelgewindespindeln.

Selbsthemmende Stirnradgetriebe sind an sich bekannt.

Vorteilhaft weisen beide Zahnräder eine gegenläufige Schrägverzahnung in Form einer Pfeilverzahnung auf, die so bemessen ist, daß eine Axialbelastung für das jeweilige Anschlußteil vermieden wird.

Dabei ist zweckmäßig in das Abtriebszahnrad eine Kugelgewindemutter eingezogen und Spindel und Mutter sind derart geformt, daß bei einem Ausfall der Kugeln die Spindel in einem Sicherheitsteil durch Formschluß gehalten ist.

Vorteilhaft sind sowohl das Antriebszahnrad als auch das Abtriebszahnrad als Doppelzahnräder aus jeweils zwei in Abstand voneinander auf ihren Achsen angeordneten Einzelzahnrädern ausgebildet. Dies erhöht die Sicherheit, da bei einem eventuellen Bruch jeweils eines Einzelrades auf einer Welle immer noch das jeweils andere Einzelrad auf der gleichen Welle verbliebe.

Im folgenden ist ein Ausführungsbeispiel der Neuerung anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert.

Es zeigt:

Fig. 1 eine Draufsicht auf das Stirnradgetriebe, teilweise geschnitten;

Fig. 2 die Seitenansicht einer Satellitenempfangsantenne mit einem Antrieb mittels eines Getriebes nach Fig. 1;

Fig. 3 eine Draufsicht auf eine Schwenktür mit einem Antrieb mittels eines Getriebes nach Fig. 1 im Schema;

Fig. 4 eine Draufsicht auf einen Bunkerverschluß mittels eines Getriebes nach Fig. 1;

Das Stirnradgetriebe 10 ist in einem Gehäuse 11 gelagert. Über eine nicht gezeigte Kurbel oder einen nicht gezeigten Elektromotor läßt sich ein Drehmoment in eine Welle 7 einleiten, auf der ein Antriebszahnrad 1, vorteilhaft in Form eines Doppelzahnrades mit jeweils zwei in Abstand voneinander auf der Welle 7 festsitzenden Zahnradabschnitten 5b, 6b, angeordnet ist. Dieses Antriebszahnrad 1 treibt ein Abtriebszahnrad 2, das in diesem Fall natürlich ebenfalls als Doppelzahnrad mit zwei in Abstand voneinander auf einer Welle, bzw. hier einer Kugelgewindemutter 9 mit einem Sicherheitsteil A in Form einer Wellenbüchse, angeflanschten Zahnradabschnitten 5a, 6a ausgebildet ist, über eine Doppelverzahnung 5c, 6c an.

Die Kugelgewindemutter 9 weist in ihrem unteren Bereich einen Kugeltrieb 4 und in ihrem oberen Bereich einen an sich bekannten

Sicherheitsteil A auf. Sollte beim Betrieb der Kugelgewindespindel 3 der Kugeltrieb 4 in der Kugelgewindemutter 9 ausfallen, so fällt die Kugelgewindespindel 3 in den Sicherheitsteil A, wobei eine derart große Reibung entsteht, daß der Spindelantrieb zum Stillstand kommt.

Zur Selbsthemmung der Doppelverzahnung 5c, 6c zwischen den Antriebszahnradabschnitten 5b, 6b und den Abtriebszahnradabschnitten 5a, 6a kommt es beim Versuch der Einleitung eines Drehmomentes in die Kugelgewindespindel 3 bzw. die Abtriebszahnradabschnitte 5a, 6a. Der angestrebte Effekt, nämlich hoher Wirkungsgrad bei Antrieb über die Welle 7 einerseits und Selbsthemmung, d.h. Blockierung beim Versuch des Rückwärtstriebes über die Abtriebszahnradabschnitte 5a, 6a andererseits, wird durch unterschiedliche Schrägungs- oder Steigungswinkel a an den Antriebszahnradabschnitten 5b, 6b einerseits und b an den Abtriebszahnradabschnitten 5a, 6a andererseits erreicht. Das Antriebszahnrad 1 bleibt auch sofort stehen, wenn das eingeleitete Antriebsdrehmoment kleiner als für den Antrieb des Abtriebszahnrades 2 nötig ist. Weitere Elemente zur Bremsung, Blockierung oder Positionshaltung können durch die erfindungsgemäße Verwendung eines selbsthemmenden Stirnradgetriebes entsprechend der dargestellten Konstruktion entfallen. Bei Einleitung eines Drehmomentes über das Abtriebszahnrad 2 kommt es nun einmal zur absoluten Blockade, die nur durch Zerstörung der Zahnräder 1 und 2 aufgehoben werden kann, oder natürlich durch Einleitung eines Drehmoments über das Antriebszahnrad 1.

Durch die Ausbildung der doppelten Stirnverzahnung 5c, 6c als gegenläufige Schrägverzahnung bzw. Pfeilverzahnung ergibt sich bei Antrieb über das Antriebszahnrad 1 ein Wirkungsgrad zwischen 0,7 und 0,9. Bei entsprechender Bemessung heben sich die in der Verzahnung entstehenden axialen Kräfte gegenseitig auf. Dadurch werden Axial-belastungen für die an das Getriebe anschließenden Teile vermieden.

Der Antrieb des Getriebes kann manuell oder motorisch an der Welle 7 erfolgen. Dabei kann am gegenüberliegenden Wellenende 8 ein Hilfsmotor oder eine Hilfskurbel angeordnet werden, um das Getriebe bei Stromausfall oder im "Tipp"-Betrieb zu betreiben.

Das Stirnradgetriebe 10 läßt sich beispielsweise vorteilhaft entsprechend Fig. 2 für den Antrieb einer Satellitenempfangsantenne 12 verwenden, wobei es keiner zusätzlichen Feststellvorrichtung bedarf.

Eine weitere vorteilhafte Verwendung des erläuterten Getriebes 10 ist die für Torantriebe, da es hier keiner zusätzlichen Schließeinrichtung bedarf, da im gezeigten Falle ein Verschwenken des Tores 13 in Pfeilrichtung B unmöglich ist, nachdem die Gewindespindel 3 in Pfeilrichtung C blockiert ist. Gleiches gilt auch für den Fall des Bunkerverschlusses 14 gemäß Fig. 4, der aus den gleichen Gründen nicht durch Einwirkung auf die um Achsen 15 verschwenkbaren Kreissegmenttüren 16 geöffnet werden kann.

Im übrigen versteht es sich, daß sich ein solches Getriebe 10 mit Gewindespindel 3, wie beschrieben, überall dort mit Vorteil einsetzen läßt, wie bei Armaturenbetätigungen, Fernbedienungen, Hebezeugen und Elektrozylindern, um nur einige Möglichkeiten zu nennen, wo die erläuterte Blockierung einer Rückstellung mittels Einwirkung auf das Abtriebszahnrad erwünscht ist.

Claims (4)

-D- Ansprüche

1. Stirnradgetriebe (10) mit einem Antriebszahnrad (1) und einem Abtriebszahnrad (2), die jeweils eine Schrägverzahnung mit unterschiedlichen Steigungswinkeln (a) und (b) aufweisen, die so bemessen sind, daß bei dem Versuch eines Antriebs über das Abtriebs&zgr;ahnrad (2) eine Selbsthemmung erfolgt, gekennzeichnet durch die Ausbildung als Drehantrieb von Gewindespindeln, insbesondere von Kugelgewindespindeln (3).

2. Stirnradgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß beiden Zahnrädern (1,2) eine gegenläufige Schrägverzahnung in Form einer Pfeilverzahnung {5c, 6c) mit einer eine Axialbelastung vermeidenden Bemessung eigen ist.

3. Stirnradgetriebe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in das Abtriebszahnrad (2) eine Kugelgewindemutter (9) eingezogen ist und Spindel (3) und Mutter (9) derart geformt sind, daß bei einem Ausfall des zwischen ihnen gebildeten Kugeltriebs (4) die Spindel (3) in einem Sicherheitsteil (A) durch Formschluß gehalten ist.

4. Stirnradgetriebe nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl das Antriebszahnrad (1) als auch das Abtriebszahnrad (2) als Doppelzahnräder mit jeweils zwei in Abstand voneinander auf ihren Wellen (7,9) angeordneten Zahnradabschnitten (5b, 6b; 5a, 6a) ausgebildet sind.