WO2010012546A1 - Verriegelung eines verdrehbaren teils - Google Patents

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    • Y10T74/1987—Rotary bodies

Definitions

  • the invention relates to a locking of a rotatable part.
  • the locking mechanism comprises a toothed segment displaceably mounted on the door, which engages in a vehicle-mounted gear with involute toothing to lock the door.
  • the gear can rotate to the locking position of the door and is locked there by coupling rollers against reverse rotation.
  • the first conceivable solution is quite complex and therefore expensive, while the door lock is not suitable for a positionally accurate alignment of particular two mutually rotatable parts.
  • the invention is based on the object to provide a structurally simple positionally accurate mechanical locking a rotatable part, in particular without two rotary actuators are required.
  • a gear rotatably connected to an end-side and / or axially effective teeth and over the circumference of the gear at least one in the direction of the axis of rotation and / or parallel to the axis of rotation of the gear back and forth movable toothed segment is arranged, wherein the teeth or tooth gaps of the toothed segment and gear are free of play engageable.
  • the tooth flanks touch each other in the engagement area over the entire surface. The usually resulting in linear contact of tooth flanks game is avoided.
  • Crown-wheel are gears whose running surface lies in the wheel surface.
  • the linear actuators are hydraulic or pneumatic cylinders, whose drive control is tuned to the control of the rotary drive for the rotatable member to cause the engagement of the toothed segment in the intended locking positions of the gear.
  • a plurality of such toothed segments are preferably arranged over the circumference of the toothed wheel. Relative to a first engageable toothed segment, all other engageable toothed segments are offset by a different fraction of the pitch of the toothed segment from the first engageable toothed segment.
  • the Division of the gear or toothed segment denotes the distance from one tooth flank to the next.
  • Each sector gear allows the locking of the gear and thus the rotatable part in one of the number of teeth
  • Gear corresponding number of locking positions wherein the staggered arrangement of the individual tooth segments, for example, takes place on the half of the tooth pitch on a quarter and an eighth of the tooth pitch;
  • a locking of the rotatable member in a variety of rotational positions is possible.
  • a plurality of toothed segments engageable in the frontal toothing in the axial direction of the axis of rotation of the gear are arranged side by side and offset over the circumference of the gear by a fraction of the pitch to each other.
  • the frontal toothing of the gear must have a sufficient width so that the mutually parallel toothed segments can all engage in the gear.
  • Tooth segment is aligned with the spur gear teeth of the gear.
  • tooth segments from a package of juxtaposed tooth segments parallel to the direction of the axis of rotation of the gear can be made axially displaceable and offset over the circumference of the gear to a fraction of the pitch to each other and intervene eg from above into the crown gear on the wheel surface of the gear.
  • each sector gear is adjustable in the circumferential direction about the axis of rotation of the gear, the locking position can be determined largely freely; Furthermore, the offset between several toothed segments can be adjusted.
  • Adjustment of the gear includes a fixing in the selected position.
  • the lock 1 of a rotatable part for example a shaft 2 of a punching device with a rotatable punch and a rotatable die, is rotatably connected to a gear 3, which has an end-face toothing 4.
  • tooth segments 5 b - 5 f are based on the first in the figure 1 in engagement toothed segment 5 a by a different fraction 6 b - Division 7 of gear or toothed segment offset from the first toothed segment 5 a arranged.
  • the reciprocating movement 8 of the individual tooth segments 5a-5f takes place, for example, by means of hydraulic cylinders (not shown).
  • Each toothed segment 5a-5f allows the locking of the gear 3 and thus of the rotatable part 2 in a number of positions corresponding to the number of teeth of the gear, wherein the staggered arrangement of the individual tooth segments 5a-5f increases the number of locking positions, each offset toothed segment 5a - 5f to the number of 60 he basic division of the gear 3.
  • Crown toothing i. parallel to the longitudinal axis of the plane perpendicular in the image plane wave 2, however, it is expedient to bring two oppositely arranged tooth segments simultaneously engaged, which must then of course have no pitched arrangement.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Verriegelung eines verdrehbaren Teils, insbesondere in Anordnungen in denen zwei gegeneinander verdrehbare Teile, beispielsweise Matrize und Stempel einer Stanzvorrichtung, exakt zueinander ausgerichtet werden müssen. Um eine konstruktiv einfache lagegenaue mechanische Verriegelung zu schaffen, wird vorgeschlagen, dass mit dem verdrehbaren Teil (2) drehfest ein Zahnrad (3) mit einer stirnseitigen und/oder axial wirksamen Verzahnung (4) verbunden ist und über den Umfang des Zahnrades mindestens ein in Richtung der Drehachse und/oder parallel zur Drehachse des Zahnrades hin- und her bewegliches Zahnsegment (5a-5f) angeordnet ist, wobei die Zähne bzw. Zahnlücken von Zahnsegment und Zahnrad spielfrei in Eingriff bringbar sind.

Description

Verriegelung eines verdrehbaren Teils
Die Erfindung betrifft eine Verriegelung eines verdrehbaren Teils.
Insbesondere in Anordnungen in denen zwei gegeneinander verdrehbare Teile exakt zueinander ausgerichtet werden müssen besteht eine denkbare Möglichkeit zur Verriegelung darin, in ein mit dem verdrehbaren Teil verbundenes Stirnrad zwei jeweils mit separatem Drehantrieb verbundene Zahnräder eingreifen zu lassen, die das Stirnrad in der Verriegelungsposition verspannen .
Ferner ist aus der US 2494 754 A eine Verriegelung für Autotüren bekannt. Der Verriegelungsmechanismus umfasst ein an der Tür verschieblich gelagertes Zahnsegment, das in ein fahrzeugfest gelagertes Zahnrad mit Evolventenverzahnung eingreift, um die Tür zu verriegeln. Das Zahnrad kann bis in die Verriegelungsposition der Tür drehen und wird dort durch Kupplungsrollen gegen eine Rückdrehung gesperrt.
Die erste denkbare Lösung ist recht aufwendig und daher teuer, während die Türverriegelung für eine lagegenaue Ausrichtung von insbesondere zwei gegeneinander verdrehbaren Teilen nicht geeignet ist.
Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zu Grunde, eine konstruktiv einfache lagegenaue mechanische Verriegelung eines verdrehbaren Teils zu schaffen, insbesondere ohne dass zwei Drehantriebe erforderlich sind.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass mit dem verdrehbaren Teil, z.B. einer Welle einer Stanzvorrichtung, drehfest ein Zahnrad mit einer stirnseitigen und/oder axial wirksamen Verzahnung verbunden ist und über den Umfang des Zahnrades mindestens ein in Richtung der Drehachse und/oder parallel zur Drehachse des Zahnrades hin- und her bewegliches Zahnsegment angeordnet ist, wobei die Zähne bzw. Zahnlücken von Zahnsegment und Zahnrad spielfrei in Eingriff bringbar sind.
Aufgrund eines flächigen Eingriffs der Zähne des Zahnsegmentes in die Zahnlücken des Zahnrades und umgekehrt ist die Arretierung im technischen Sinne spielfrei und damit lagegenau. Vorzugsweise berühren sich die Zahnflanken im Eingriffsbereich vollflächig. Das bei linienförmiger Berührung von Zahnflanken üblicherweise entstehende Spiel wird vermieden.
Die axial wirksame Verzahnung ist vorzugsweise eine
Kronradverzahnung. Kronräder sind Zahnräder, deren Lauffläche in der Radfläche liegt.
Die Hin- und Herbewegung der einzelnen Zahnsegmente erfolgt jeweils mittels Linearantrieben. Es kommen sämtliche
Antriebssysteme in Betracht, die zu einer translatorischen Bewegung des Zahnsegmentes in gerader Linie oder entlang eines anderen vorgegebenen Verlaufs führen. Vorzugsweise sind die Linearantriebe Hydraulik- oder Pneumatikzylinder, deren Antriebssteuerung auf die Steuerung des Drehantriebs für das verdrehbare Teil abgestimmt ist, um das Eingreifen des Zahnsegmentes in den vorgesehenen Arretierungspositionen des Zahnrades zu bewirken.
Um die Anzahl der Arretierungspositionen zu erhöhen sind über den Umfang des Zahnrades vorzugsweise mehrere derartige Zahnsegmente angeordnet. Bezogen auf ein erstes in Eingriff bringbares Zahnsegment sind sämtliche weiteren in Eingriff bringbaren Zahnsegmente um einen unterschiedlichen Bruchteil der Teilung von Zahnrad bzw. Zahnsegment versetzt zu dem ersten in Eingriff bringbaren Zahnsegment angeordnet. Die Teilung des Zahnrades bzw. Zahnsegmentes bezeichnet den Abstand von einer Zahnflanke zur nächsten.
Jedes Zahnsegment erlaubt die Arretierung des Zahnrades und damit des verdrehbaren Teiles in einer der Zähnezahl des
Zahnrades entsprechenden Anzahl von Arretierungspositionen, wobei die versetzte Anordnung der einzelnen Zahnsegmente beispielsweise auf der Hälfte der Zahnteilung auf einem Viertel sowie einem Achtel der Zahnteilung erfolgt; damit ist eine Arretierung des drehbaren Teils in einer Vielzahl von Drehpositionen möglich.
Um die Anzahl der Arretierungspositionen weiter zu erhöhen ist es darüber hinaus möglich, dass mehrere in die stirnseitige Verzahnung in Eingriff bringbare Zahnsegmente in Achsrichtung der Drehachse des Zahnrades nebeneinander und über den Umfang des Zahnrades um einen Bruchteil der Teilung zueinander versetzt angeordnet sind. In diesem Fall muss die stirnseitige Verzahnung des Zahnrades eine hinreichende Breite aufweisen, damit die parallel zueinander angeordneten Zahnsegmente sämtlich in das Zahnrad eingreifen können. Alternativ ist es jedoch auch möglich, die in Achsrichtung nebeneinander angeordneten Zahnsegmente durch Verschiebung des Zahnsegmentpakets in Achsrichtung dadurch zur Wirkung zu bringen, dass das jeweils in Eingriff zu bringende
Zahnsegment mit der Stirnradverzahnung des Zahnrades fluchtet .
Alternativ oder zusätzlich können Zahnsegmente aus einem Paket von nebeneinander angeordneten Zahnsegmenten parallel zur Richtung der Drehachse des Zahnrades achsverschieblich und über den Umfang des Zahnrades um einen Bruchteil der Teilung zueinander versetzt ausgeführt sein und z.B. von oben in die Kronradverzahnung auf der Radfläche des Zahnrades eingreifen. In diesem Fall kann es sich empfehlen, in jeder Arretierungsposition zeitgleich zwei Zahnsegmente in der Kronradverzahnung zum Eingriff zu bringen, wobei die beiden Zahnsegmente um 180 Grad über den Umfang versetzt zueinander angeordnet sind. Hierdurch werden durch das Einsetzen des Zahnsegmentes auf das Zahnrad ausgeübte Drehmomente optimal kompensiert.
Wenn jedes Zahnsegment in Umfangsrichtung um die Drehachse des Zahnrades verstellbar ist, kann die Arretierposition weitgehend frei bestimmt werden; des weiterem lässt sich der Versatz zwischen mehreren Zahnsegmenten einstellen. Die
Verstellung des Zahnrades schließt eine Festlegung in der gewählten Position ein.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines in Figur 1 dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert:
Die Verriegelung 1 eines verdrehbaren Teils, beispielsweise einer Welle 2 einer Stanzvorrichtung mit verdrehbarem Stempel und verdrehbarer Matrize, ist drehfest mit einem Zahnrad 3 verbunden, das eine stirnseitige Verzahnung 4 aufweist.
Über den Umfang des Zahnrades 3 sind im Beispiel sechs in Richtung der Drehachse der Welle 2 hin- und her bewegliche Zahnsegmente 5 a-f angeordnet, von denen lediglich die Zahnsegmente 5a -c vollständig dargestellt sind. Die Zähne bzw. Zahnlücken von Zahnsegment 5 und Zahnrad 3 berühren sich bei Eingriff jedes Zahnsegmentes vollflächig, wie dies anhand des ersten, in Eingriff befindlichen Zahnsegmentes 5a erkennbar ist. Hierdurch wird die Welle 2 spielfrei in der in Figur 1 dargestellten ersten Arretierungsposition verriegelt.
Die über den Umfang des Zahnrades 3 im Uhrzeigersinn angeordneten weiteren Zahnsegmente 5 b - 5 f sind bezogen auf das erste in der Figur 1 in Eingriff befindliche Zahnsegment 5a jeweils um einen verschieden Bruchteil 6 b - 6 f der Teilung 7 von Zahnrad bzw. Zahnsegment versetzt zu dem ersten Zahnsegment 5 a angeordnet.
Die Hin- und Herbewegung 8 der einzelnen Zahnsegmente 5a - 5f erfolgt beispielsweise mittels nicht dargestellter Hydraulikzylinder .
Jedes Zahnsegment 5a - 5f erlaubt die Arretierung des Zahnrades 3 und damit des verdrehbaren Teiles 2 in einer der Zähnezahl des Zahnrades entsprechenden Anzahl von Positionen, wobei die versetzte Anordnung der einzelnen Zahnsegmente 5a - 5f die Anzahl der Arretierungspositionen erhöht, und zwar jedes versetzte Zahnsegment 5a - 5f um die Anzahl der 60 er Grundteilung des Zahnrades 3.
Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel kann teilungsbedingt stets nur eines der Zahnsegmente 5a - 5f in Eingriff gebracht werden.
Insbesondere bei Eingriff der Zahnsegmente in eine
Kronverzahnung, d.h. parallel zur Längsachse der in der Bildebene senkrecht verlaufenden Welle 2, ist es jedoch zweckmäßig, zwei gegenüberliegend angeordnete Zahnsegmente gleichzeitig in Eingriff zu bringen, die dann selbstverständlich keine teilungsversetzte Anordnung aufweisen dürfen.

Claims

Patentansprüche
1. Verriegelung eines verdrehbaren Teils, dadurch gekennzeichnet, dass mit dem verdrehbaren Teil (2) drehfest ein Zahnrad (3) mit einer stirnseitigen und/oder axial wirksamen Verzahnung (4) verbunden ist und über den Umfang des Zahnrades (3) mindestens ein in Richtung der Drehachse und/oder parallel zur Drehachse des Zahnrades hin- und her bewegliches Zahnsegment (5a - 5f) angeordnet ist, wobei die Zähne bzw. Zahnlücken von Zahnsegment (5a- 5f) und Zahnrad (3) spielfrei in Eingriff bringbar sind.
2. Verriegelung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Zahnflanken von Zahnsegment (5a - 5f) und Zahnrad (3) flächig berühren.
3. Verriegelung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die axial wirksame Verzahnung eine Kronradverzahnung ist.
4. Verriegelung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass über den Umfang des Zahnrades mehrere Zahnsegmente (5a - 5f) angeordnet sind, wobei bezogen auf ein erstes in Eingriff bringbares Zahnsegment (5a) sämtliche weiteren, in Eingriff bringbaren
Zahnsegmente (5b - 5f) jeweils um einen verschiedenen Bruchteil der Teilung (7) von Zahnrad und Zahnsegment versetzt zu dem ersten Zahnsegment (5a) angeordnet sind.
5. Verriegelung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Hin- und Herbewegung (8) der einzelnen Zahnsegmente (5a - 5f) jeweils mittels Linearantrieben erfolgt.
6. Verriegelung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Linearantrieb ein Hydraulik- oder Pneumatikzylinder ist.
7. Verriegelung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere in die stirnseitige Verzahnung in Eingriff bringbare Zahnsegmente in Achsrichtung der Drehachse des Zahnrades nebeneinander und über den Umfang des Zahnrades um einen Bruchteil der Teilung zueinander versetzt angeordnet sind.
8. Verriegelung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere in die axial wirksame Verzahnung in Eingriff bringbare Zahnsegmente parallel zur Drehachse des Zahnrades nebeneinander und über den Umfang des Zahnrades um einen Bruchteil der Teilung zueinander versetzt angeordnet sind.
9. Verriegelung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass zwei gegenüberliegend angeordnete, keine teilungsversetzte Anordnung aufweisende Zahnsegmente gleichzeitig in Eingriff bringbar sind.
10. Verriegelung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Zahnsegment in Umfangsrichtung um die Drehachse des Zahnrades verstellbar angeordnet ist .
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