DEM0013317MA - - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

Tag der Anmeldung: 12. März 1952 Bekanntgemacht am 29. März 1956

DEUTSCHES PATENTAMT

Die Erfindung betrifft einen Drebmomentschalter, bei welchem der Umlaufräderträger eines Differentialgetriebes bis zur Überschreitung eines vorbestimmten Differenzdrehmoments zwischen der getriebenen und der treibenden Welle durch eine ausklinkbare Verriegelung zwischen zwei Klemmbalken an seiner Drehung gehindert wird, wobei die Klemmbalken an ihrem einen Ende unmittelbar, an dem anderen Ende über zwei Winkelhebel an Festpunkten angelenkt sind.

Derartige Drehmomentschalter sind beispielsweise mit Vorteil beim Antrieb des Nachladeschidbers von Brennkraftmaschinen verwendbar, wo sowohl eine Winkelverschiebung der getriebenen gegenüber der treibenden Welle beim Umsteu'ern als auch ein Weiterlaufen der antreibenden Welle bei stillstehender getriebener Welle ermöglicht werden soll.

Es sind zwar bereits Überlastungsschutzvorrichtungen bekannt, bei denen zwischen dem Antriebsmomotor und dem angetriebenen Teil ein Umlaufrädergetriebe eingeschaltet ist, dessen Träger im normalen Betrieb durch eine unter Federkraft stehende ausklinkbare Verriegelung festgehalten wird. Diese Vorrichtungen wirken aber in der Weise, daß bei Überlastung der Stromkreis des Antriebsmotors selbsttätig unterbrochen und der Motor somit stillgesetzt wird. Eine der-

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artige Ausbildung ist jedoch für den vorliegenden Zweck nicht brauchbar, da, wie bereits erwähnt, bei Auftreten von Überlast lediglich die getriebene Welle stillgesetzt werden, die Antriebsmaschine hingegen weiterlaufen soll. Treibende ,und getriebene Teile müssen dabei in bekannter Weise gleichzeitig so· weit voneinander entfernt werden, daß ein völliger Freilauf derselben vorhanden und selbst bei langer Dauer des anormalen Betriebszustandes

ίο eine Abnutzung nicht zu befürchten ist, welche im Bedarfsfall das Funktionieren der Einrichtung in Frage stellen würde.

Es ist auch eine Vorrichtung zum Schütze von Getrieben gegen Überlastung bekannt, bei der in das Triebwerk ein Planetengetriebe eingebaut ist, auf dessen Außenkranz eine Backenbremse wirkt, die ihrerseits unter der Wirkung einer einstell-■ . baren, dem übertragenen Drehmoment entgegenwirkenden Kraft steht, durch welche der Außenkranz bis zur Grenze des zugelassenen Drehmoments an der Dre'hung gehindert wird, während nach Überschreiten dieser Grenze der sich drehende Außenkranz die Stillsetzung des Antriebsmittels der zwangweise wirkenden Übertragungsmittel herbeiführt. Diese Einrichtung ist ebenso wie die bereits vorstehend, erwähnte nicht für den vorliegenden Zweck brauchbar, da bei Auftreten von Überlast die Antriebsmaschine nicht abgeschaltet werden, sondern weiterlaufen soll.

Erfindungsgemäß wind dies bei einem Dreh- * momentschalter, bei welchem der Umlaufräderträger eines Differentialgetriebes bis zur Überschreitung eines vorbestimmten Differenzdrehmoments zwischen der getriebenen und der treibenden Welle durch eine ausklinkbare Verriegelung zwischen zwei Klemmbalken an seiner Drehung gehindert wird, wobei die Klemmbalken an ihrem einen Ende unmittelbar, an dem anderen Ende über zwei Winkelhebel an Festpunkten angelenkt sind, dadurch erreicht, daß die Winkelhebel an ihren freien Schenkeln durch eine Feder verbunden sind, welche die Klemmbalken im eingerückten Zustand in kraftschlüssigem Eingriff mit dem Umlauf räderträger, nach Überschreitung des vorbestimmten Differenzdrehmoinents und Verschwenken der Winkelhebel über eine labile Stellung hinaus im ausgerückten Zustand in gespreizter Stellung hält. Solange der Schieber ordnungsgemäß frei umläuft und lediglich eine geringe Reibung zu überwinden hat, ist auch das auf den Differentialkäfig ausgeübte Drehmoment gering. Steigt dagegen dieses Drehmoment langsam oder plötzlich an, dann wandern die Zapfen oder Vorsprünge am Käfig auf den schrägen Wänden der keilförmigen Kerben auswärts und drücken dabei die Klemmbalken entgegen der Kraft der Verbindungsfeder vom Differentialkäfig fort, bis nach Überschreitung eines Labilpunktes die Klemmbalken von der Feder selbst so weit nach außen geschwenkt werden, daß der Käfig sich mit seinem Zapfen oder Vorsprüngen, die vorher in den Kerben der Klemmbalken lagen, frei drehen kann. Der Antrieb des Schiebers wird damit nicht abgeschaltet, aber unwirksam gemacht. Der Drehmomentschalter nach der Erfindung ist einfach in der Funktion und billig in der Herstellung und deshalb jeder selbsttätigen Schalt- oder Rutschkupplung weit überlegen.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel eines Drebmomentschalters nach der Erfindung in Verbindung mit einem Nachladeschieber bei Brennkraftmaschinen dargestellt, und zwar zeigt

Fig. ι eine schematische Darstellung eines Nachladeschiebers mit Differentialgetriebe,

Fig. 2 einen Querschnitt durch einen Nachladeschieber nach der Linie H-II in Fig. 1 und einen Schnitt durch einen Teil des Zylinders an der Brennkraftmaschine,

Fig. 3 einen teilweisen Längsschnitt und eine teilweise Draufsicht auf den Antrieb des Nachlade-Schiebers,

Fig. 4 eine Ansicht des Drehmomentschalters am Differentialgetriebe des Nachladeschiebers und

Fig. 5 bis 7 je eine schematische Darstellung des Drehmomentschalters in verschiedenen Schalt-Stellungen.

In der Fig. 1 ist eine Sdhielberwelle für eine Brennkraftmaschine in schematischer Weise dargestellt, die aus den einzelnen Schieberteilen 1, 2, 3 und 4 zusammengesetzt und bei 5,6,7 und 8 gelagert ist. Sie wird von der Steuerwelle bzw. einer anderen Zwischenwelle aus über das Zahnrad 9 und das Differentialgetriebe 10 angetrieben. In der Fig. 2 ist gezeigt, wie der Schieber 2 im Auslaßkanal 11 des Zylinders 12 und in der Auslaßleitung 13 angeordnet ist.

In der Fig. 3 ist ein Teilschnitt durch den Antrieb des Nachladeschieber's und das zwischengeschaltete Differentialgetriebe dargestellt. Das Antriebszahnrad 9 ist mit dem Kegelrad 14 verbunden, dessen Nabe 15 lose auf der Welle 16 läuft, das Kegelrad 17 ist dagegen mit der Welle 16 mittels eines Keiles 18 fest verbunden. Zwischen den Kegelrädern 14 und 17 sind die Differentialkegelräder -angeordnet, von denen das Rad 19 zu sehen ist. Die Differentialräder sind auf- Bolzen 20 drehbar gelagert, die am Zylinder 21 befestigt sind. Der Zylinder 21 bildet zusammen mit den seitlichen Abdeckscheiben 22 und 23 den geschlossenen Differentialkäfig. Die Abdeckscheiben 22 und 23 sind lose drehbar auf den Naben der Kegelräder 14 und 17 angeordnet. Auf "dem nabenartigen Ansatz 24 der Abdeckscheibe 23 ist ebenfalls lose drehbar ein Schild 25 aufgesetzt, der mit zwei Anschlägen 26 und 27 (Fig. 4) versehen ist. Der Schild 25 ist bei 28 mit einer Stange 29 verbunden, die zu einer Stange 30 führt. Die Stange 30 kann durch einen nicht dargestellten Verstellkolben hydraulisch oder pneumatisch oder unmittelbar von Hand verschoben werden. Bei einer Drehung des 12c Schildes 25 durch Verschiebung der Stange 30 legen sich abwechselnd die Anschläge 26 und 27 gegen Anschlagzapfen 31 am Lagerbock 32. Am Schild 25 sind ferner die beiden Klemmbalken 33 und 34 mittels der Bolzen 35 und 36 angelenkt. 12; Die Klemmbalken 33 und 34 haben keilförmige

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Kerben 37 und 38, mit denen sie sich um Bolzen 39 und 40 legen, die an der Deckscheibe 23 des Differentialkäfigs befestigt sind.

An den freien Enden der Klemmbalken 33 und 34 sind Winkelhebel angelenkt, die aus den Hebeln 41, 42 und 43, 44 gebildet sind· Die Anlenkung erfolgt mittels Bolzen 45 und 46. Die Verbindungsbolzen 47 und 48 der beiden Hebelpaare sind im Schild 25 gelagert. Am Ende des Hebels 41 ist eine Zugstange 49 befestigt, die eine Hülse 50 durchdringt, welche am Ende des Hebels 43 befestigt ist. Innerhalb der Hülse 50 ist eine Feder 51 angeordnet. Diese Feder 51 liegt zwischen dem Boden 52 der Hülse 50 einerseits und dem Federteller 53 an der Zugstange 49 andererseits.

Die Wirkungsweise des Drehmomentschalters entsprechend der Erfindung soll an Hand der schematischen Darstellungen der Fig. 5 bis 7 erklärt werden: In der Fig. 5 ist die normale Betriebsstellung dargestellt. Die Bolzen 39 und 40 an der Abdeckscheibe 23 des Differentialkäfigs liegen in den keilförmigen Kerben 37 und 38 der Klemmbalken 33 und 34. Da die Drehpunkte 35 und 36 der Klemmbalken 33 und 34 im Schild 25 liegen, kann letzterer durch das Bewegungsgestänge 29, 30 unbehindert um die Achse des Differentialgetriebes über einen Winkel gedreht werden, der durch die Anschläge 26 und 27 bestimmt wird. Bei dieser Drehung wird über die Klemmbalken 33 und 34 und die Bolzen 39 und 40 der Differentialkäfig mitgenommen und dadurch eine Winkelverdrehung zwischen dem treibenden Zahnrad 9 und der mit dem Nachladeschieber verbundenen, getriebenen Welle 16 bewirkt. Diese Winkelverdrehung ist für die Umsteuerung des Nachladeschiebers in Verbindung mit umsteuerbaren Brennkraftmaschinen erforderlich, um die Schieberschließzeken für Vorwärts- oder Rückwärtsgang der ■ Brennkraftmaschine anzupassen.

to Wächst nun das Antriebsdrehmoment über seine normale. Betriebsgröße hinaus, dann wandern die Bolzen 39 und 40 auf den schrägen Flächen der Kerben 37 und 38 in den Klemmbalken 33 und 34 und drücken dabei die Klemmbalken auseinander.

Die Winkellhebel 41/42 und 43/44 drehen sich dabei um die Drehpunkte 47 und 48 und die Feder S1 wird gespannt. In den schematischen Darstellungen der Fig. S bis 7 ist die Feder 51 der Einfachheit halber als Zugfeder ausgeführt, während sie bei

Jo der baulichen Ausführung nach Fig. 4 eine Druckfeder ist. Die Wirkung ist in beiden Fällen die gleiche. Maßgebend ist lediglich die Zugkraft, die stets auf beide Winkelhebel ausgeübt wird,. Die Spannung der Feder 51 wächst so lange an, bis die

>5 Anlenkpunkte der Feder 51 bzw. deren Verbindungsglieder an den Hebeln 42 und 43 mit den An'lenkpunkten 47 und 48 auf einer Geraden liegen (Fig. 6). Wird diese Stellung beim Weiterwandern der Bolzen 39/40 zur Mündung der Kerben 37 und

>° 38 überschritten, dann bewirkt die freigewordene Federkraft ein plötzliches Umschwenken der Winkelhebel 41/42 und 43/44 um die Drehpunkte 47 und 48 bis zu denAnschlägeii.56 und 57, und damit ein verstärktes Auseinanderspreizen der freien Enden der Klemmbalken 33 und 34 derart, daß die Bolzen 39 und 40 von den Klemmbalken 33 und 34 vollständig freikommen. Einer ungehinderten Umdrehung'des'Differentialkäfigs steht dann nichts mehr im Wege, d. h. der Antrieb wirkt dann nicht mehr auf die Welle des Naohladeschiefoers ein. Die Große des Drehmoments, bei welchem die Verriegelung des Differentialkäfigs ausgeklinkt wird, kann durch die Wahl der Feder 51 und durch ihre Spannung bestimmt werden.

Um das Ausklinken der Verriegelung des Differentklkäfigs anzuzeigen, kann man beispielsweise eine elektrische Signalvorrichtung anordnen, die zweckmäßig durch einen der ausgeklinkten Klemmbalken · in Tätigkeit gesetzt wird. In der Fig. 4 ist eine derartige Signalvorrichtung beispielsweise dargestellt. Der Bügel 60 ist so ausgebildet und angeordnet, daß der Klemmbalken 34 in beiden Umsteuerstellungen des Differentialkäfigs zum Anliegen kommt. Der Bügel 60 betätigt, wenn er vom ausgeklinkten Klemmbalken 34 bewegt wird, einen Stift 61, der ein Schaltrelais 62 zum Ansprechen bringt.

Ist die Ursache des zu hohen Drehmoments beseitigt, dann werden mit Hilfe eines bekannten Spannschlosses, das an den hakenförmigen Enden 54 und 55 der Klemmbalken 33 und 34 eingehängt wird, die Klemmbalken wieder über die in der Fig. 6 dargestellte Schnappstellung in die Ausgangsstellung (Fig. 3) gezogen.

Der Drehmomentsahalter nach der Erfindung ist natürlich nicht an den Nachladeschieber einer Brennkraftmaschine gebunden, sondern kann überall dort Anwendung finden, wo er zusammen mit einem Differentialgetriebe im Antrieb irgendeiner Vorrichtung angeordnet ist, bei welcher eine Sieherung gegen zu hohes Drehmoment ratsam ist.

Claims (5)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Drehmomentschalter, bed welchem der Umlaufräderträger eines Differentialgetriebes bis zur Überschreitung eines vorbestimmten Differenzdrehmoments zwischen der getriebenen und der treibenden Welle durch eine ausklinkbare Verriegelung zwischen zwei Klemmbalken an seiner Drehung gehindert wird, wobei die Klemmbalken an ihrem einen Ende unmittelbar, an dem anderen Ende über zwei Winkelhebel an Festpunkten angelenkt sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Winkelhebel (42, 44) an ihren freien Schenkeln durch eine Feder (51) verbunden sind, welche die Klemmbalken (33; 34) i'^m eingerückten Zustand in kraftschlüssigem Eingriff mit dem Umlaufräderträger, nach Überschreitung des vorbestimmten Differenzdrehmoments und Verschwenken der Winkelhebel (42, 44) über eine labile Stellung hinaus im ausgerückten Zustand in gespreizter Stellung hält.

2. Drehmomentschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Umlaufräderträger Bolzen (39, 40) befestigt sind, die

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mit ihrer Zylinderfläche in keilförmigen Kerben (37> 38) der Klemmbalken (33, 34) zum Anliegen gebracht werden.

3. Drehmomentschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Klemmbalken (33> 34) an einem mit dem Differentialkäng (23) koaxial angeordneten Schild (25) angelenkt sind, dessen Drehung mittels des Umsteuergestänges (29, 30) eine Drehung des Difrerentialkäfigs (23) bewirkt, ohne daß die Klemmbalken (33, 34) ausgerastet werden.

4. Drehmomentschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Wege eines der Klemmbalken (33, 34) von seiner Betriebsstellung in die Ausklinkstellung ein Kontaktgeber (60, 61) für ein elektrisches Signal optischer oder akustischer Art angeordnet ist.

5. Drehmomentschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kontaktgeber (60, 61) ein Schaltrelais betätigt, das die elektrische Signalanlage einschaltet, wenn der Drehmomentschalter ausgeklinkt ist.

Angezogene Druckschriften:

Deutsche Patentschriften Nr. 621832, 678478.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen