DE2852493C2

DE2852493C2 - Untersetzungsgetriebe

Info

Publication number: DE2852493C2
Application number: DE2852493A
Authority: DE
Inventors: Herbert Dipl.-Ing. 6336 Solms Machmerth; Georg 6301 Staufenberg Mann; Gerhard 6336 Solms Salzmann
Original assignee: Ernst Leitz Wetzlar GmbH
Current assignee: Leica Microsystems Holdings GmbH
Priority date: 1978-12-05
Filing date: 1978-12-05
Publication date: 1985-06-05
Also published as: US4328711A; FR2443619B1; FR2443619A1; DE2852493A1; JPH0127302B2; JPS5578847A

Description

Die Erfindung betrifft ein Untersetzungsgetriebe für wechselnde Belastungen mit drehmomentübertragenden Reibelementen gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Derartige Untersetzungsgetriebe sind als sogenannte Reibradgetriebe bekannt, bei denen di? Bewegungsund Kraftübertragung durch Reibung der getrieblich verbundenen Mittel wie eines elastisch verformbaren Dreh- oder Reibkörpers auf einer Planscheibe erfolgt. Gegenüber Stirnradgetrieben zeichnen sich diese Reibradgetriebe durch einen einfachen Aufbau und einen geräuscharmen Lauf aus. Nachteilig ist im allgemeinen der geringere Wirkungsgrad und der hohe Anpreßdruck, der zwischen den durch Reibung verbundenen Getriebeteilen vorliegen muß, um ein Rutschen derselben zu vermeiden. Bei der Auslegung dieser Reibradgetriebe wird aus diesem Grund die zu übertragende Kraft gewöhnlich um den Faktor der sogenannten Rutschsicherheil erhöht, der wiederum den Anpreßdruck vergrößert und einen hohen Achsdruck mit entsprechenden Lagerungen erfordert.

Aus der DE-PS 22 19 238 ist eine Vorrichtung zur Erzeugung veränderlichen Anpreßkräfte in Regelgetrieben bekannt. Unter Vermeidung einer Überanpressung im Teillastbereich gestattet dieses Getriebe ein verschleißarmes Durchrutschen, sobald das zulässige Drehmoment nennenswert überschritten wird.

Dementsprechend besteht die Aufgabe der Erfindung darin, ein Untersetzungsgetriebe der eingangs genannten Art zu schaffen, dessen Anpreßdruck sich jeweils dem am Abtrieb anliegenden Lastmoment anpaßt, wodurch konstruktiv geringere Rutschsicherheit berücksichtigt werden kann und der Energiebedarf des Getriebes verringert, das heißt dessen Wirkungsgrad erhöht

wird.

Die Erfindung löst die Aufgabe durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1. Auf diese Weise wird von der anliegenden Last eine Kraftrückwirkung auf das Abtriebselement hervorgerufen, die einen entsprechenden lastabhängigen Kraftschluß zwischen den durch Reibung verbundenen Getriebeteiien herstellt. Dies hat zur Folge, daß die Walkarbeit an dem entsprechenden elastisch verformbaren Getriebeteil gleichfalls jeweils der Last angepaßt und ein nahezu optimaler Energiehaushalt erzielt wird.

Durch die elastische Verformbarkeit eines der getrieblich verbundenen Elemente ergibt sich ein sehr geräuscharmer Lauf des Untersetzungsgetriebes, auch wenn dieses Element unmittelbar mit einer hochtouriger. Antriebswelle eines Motors verbunden ist.

Als Reibelemente sind vorteilhaft ein Triebteller und ein mit diesem zusammenwirkender Drehkörper vorgesehen. Dabei können entweder der Drehkörper oder der Triebteller oder beide elastisch verformbar sein. Im einfachsten Fall genügt es, wenn der Drehkörper als Scheibe ausgebildet ist, auf deren Umfang ein Ring aus elastischem Material wie Gummi befestigt ist. Mitunter kann es aber fertigungstechnisch auch zweckmäßig sein.

den Drehkörper aus einem Hartwerkstoff herzustellen und die von ihm beaufschlagte Fläche elastisch auszubilden.

Durch die Ausbildung des Ritzels mit einer Schrägverzzhnung stellt eine axiale Kraft mit dem Schrägungswinkel der Verzahnung als Parameter und dem anliegenden Lastmoment als Variable den entsprechenden lastabhängigen Kraftschluß zwischen dem Drehkörper und dem Triebteller her. Der Drehkörper kann zweckmäßig in bezug auf die Achse der axial verschiebbar gelagerten Welle unterschiedliche Abstände einnehmen. Dadurch kann in bekannter Weise das Übersetzungsverhältnis verändert werden. Im Falle von Mikromotoren genügt es dabei, diesen in Richtung der Welle zu verschieben. Das erlindungsgemäße Übersetzungsgetriebe eignet sich beispielsweise für eine automatische Aufzugsvorrichtung einer fotografischen Kamera, bei der die Antriebskraft eines hochtourigen Mikromotors über dieses Getriebe übertragen wird und /um Transportieren des Films und zum Spannen des Ver· Schlusses dient. Das sehr rasch erfolgende Transportieren des Filmes um jeweils eine Bildlänge und Spannen des Verschlusses — bis zu einigen Malen in der Sekunde — ergibt bei der Verwendung von Stirnradgetrieben in Verbindung mit dem hochtourigen Motor Lauffrequenzen mit unangenehmen Geräuschen, die insbesondere bei Reportagen oder bei Tieraufnahmen stören. Schnekkentriebe weisen zwar einen geräuschärmeren Lauf, aber auch einen erheblich geringeren Wirkungsgrad auf, was bei Verwendung batteriegespeister Elektromotoren zu den bereits genannten Nachteilen führt. Das erfindungsgemäße Untersetzungsgetriebe ist demgegenüber in seiner Geräuscharmut einem Schneckenradgetriebe mindestens gleichwertig, erreicht dabei aber einen Wirkungsgrad, der dem eines Stirnradgetriebes nahezu entspricht. Aufgrund des minimalen Schlupfes in Verbindung mit einem motorischen Kameraauf/ug sind mehrere Filmtransport- bzw. Verschlußspannzvklen pro Sekunde erreichbar. Weitere Einzelheiten der Erfindung sind aus der Zeichnung ersichtlich und werden anhand der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. In der Zeichnung ist die Erfindung in beispiclsweiser Anwendung bei einer motorisch angetriebenen Kamera schematisch dargestellt.

Die Anordnung gemäß der Figur besteht aus einer angedeuteten fotografischen Kamera 10 mit einem Bodenteil 11. an das von unten ein Gehäuse 12 angesetzt Und in beliebiger, nicht weiter dargestellter Weise gehaltert ist. Auf einer Bodenplatte 13 des Gehäuses 12 ist ein Mikromotor 14 angeordnet der eine Antriebswelle

15 aufweist und von einer nicht wehtr gezeigten Batterie gespeist wird. Auf der Antriebswelle 15 ist an deren dem Mikromotor 14 abgewandten Ende ein Drehkörper

16 befestigt, der als eine Scheibe 17 mit einem tufgesetzten G-Äing 18 aus elastischem Material ausgebildet ist. Die Scheibe 17 kann eine Keilriemenscheibe oder dergleichen sein. In einem Lager 19 in der Bodenplatte 13 des Gehäuses 12 ist eine Welle 20 axial verschiebbar gelagert, die rechtwinkelig zur Antriebswelle 15 des Mikromotors 14 verläuft. Auf der Welle 20 ist ein Triebteller 21 derart befestigt, daß dessen unterseitige plane Randfläche von dem O-Ring 18 beaufschlagt wird, wodurch eine getriebliche Verbindung zwischen dem Drehkörper 16 und damit der Antriebswelle 15 des Mikromotors 14 und dem Triebteller 21 der Welle 20 hergestellt ist. Oberhalb des Triebtellers 21 ist auf der Welle 20 weiterhin ein Ritzel 22 mit einer Schrägverzahnung 23 fest angeordnet und kämmt mit einem gleichfalls schrägverzahnten Stirnrad 24. Dieses ist auf einer Abtriebswelle 25 befestigt, welche an ihrem unteren Ende in einer gehäusefesten Platine 26 gelagert ist. Das obere Ende der Abtriebswelle 25 ist fest mit einer Kupplungsscheibe 27 verbunden, die Kupplungsnasen 28 trägt und in einer muldenförmigen Vertiefung 29 der Deckplatte des Gehäuses 12 drehbar gelagert ist.

Die axial verschiebbare Welle 20 ist an ihrem oberen Ende in einer kreisförmigen Aussparung 30 eines gehäusefesten Siegs 31 geführt und wird von einer Feder 32 axial belastet. Die Feder 32 ist mittels einer Schraube 33 auf dem Steg 31 befestigt. Zur Begrenzung der axialen Verschiebbarkeit der Welle 20 sind auf dieser obere und untere Anschläge 34,35 vorgesehen.

Nach Anlaufen des Mikroniotors 14 wird dessen Antriebskraft über die Antriebswelle 15 und den Drehkörper 16 auf den Triebteller 21 und damit auf die Welle 20 durch den O-Ring 18 übertragen, wobei durch die Belastung der Welle 20 mittels der Feder 32 stets eine kraftschlüssige Reibverbindung zwischen der unteren Fläche des Triebtellers 21 und dem O-Ring 18 besteht. Die Welle 20 übenrägt die Antriebskraft und -bewegung ihrerseits mütels des Ritze's 22 auf das Stirnrad 24, dessen Abtriebswelle 25 durcl¹ die Kupplungsnasen 28 eine dynamische Last, beispielsweise eine hier nicht gezeigte Aufwickelspule der fotografischen Kamera 10, antreibt und deren Verschluß spannt.

Bei einer Veränderung des an o\C Kupplungsnasen 28 angreifenden Lastmoments wird dieses über die Abtriebswelle 25 und das Stirnrad tA auf das Ritzel 22 übertragen. Aufgrund der Schrägverzahnung 23 des Ritzels 22 erfolgt nun eine Kraftrückwirkung auf das Ritzel 22. wobei je nach dem anliegenden Lastmoment diese variable Kraft entsprechend dem Schrägungswinkel der Schrägverzahnung 23 als Parameter auf dessen Zahnflanken axial gerichtet ist. Dies hat zur Folge, daß die Welle 20 und damit der Triebteller 21 axial verschoben werden, wodurch die Anpreßkraft zwischen Triebteller 2t und O-Ring 18 unter elastischer Verformung desselben verändert und dementsprechend ein größerer oder kleinerer Kraftschluß je nach den lastmäßigen Gegebenheiten erzielt wird. Es versteht sich, daß statt des reibungswirksamen O-Ringes 18 auch die Unterseite des Triebtellers 21 elastisch verformbar sein und einen entsprechenden reibungswirksamen Belag aufweisen kann, während der Drehkörper 16 aus einem Hartwerkstoff besteht

Je nach dem Abstand, den der Drehkörper 16 in bezug auf die Achse der Welle 20 einnimmt, ist die Untersetzung des Getriebes einstellbar. Das kann beispielsweise durch Verschieben des Mikromotors 14 auf der Bodenplatte 13 des Gehäuses 12 mittels eines von außen zugänglichen, hier nicht gezeigten Schiebers stufenlos

to oder in definierten Stellungen erfolgen. Ein Verschieben des Drehkörpers 16 über die Achse der Welle 20 hinaus kann dabei zu einer an sich bekannten Umkehrung der Drehrichtung benutzt werden.

Die dargestellte Ausführung ist nur eine beispielsweise Verwirklichung und nicht darauf beschränkt. Vielmehr sind noch mancherlei andere Ausführungen möglich. So ist es beispielsweise denkbar, den O-Ring kraftschlüssig auf einer seitlichen Schrägfläche des Triebtel-Iers anzuordnen. Auch die Form des Drehkörpers kann anders als dargestellt, beispielsweise walzen- oder kegelstumpfförmig, ausgebildet sein.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Untersetzungsgetriebe für wechselnde Belastungen mit aniriebsseitig drehmomentübertragenden Reibelementen und mit einer Abtriebswelle, die ein variables Lastmoment in den Anpreßdruck zwischen den Reibelementen umsetzt, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Reibelementen (16, 21) und der Abtriebswelle (23) parallel zu dieser eine axial verschiebbare Welle (20) angeordnet ist. auf der ein Ritzel (22) drehfest montiert ist, welches mit einem Stirnrad (24) auf der Abtriebswelle (25) kämmt und mittels einer Schrägverzahnung (23) das an der Abtriebswelle (25) anliegende Lastmcment als Axialkraftkomponente aufnimmt und jeweils stufenlos als lastabhängigen Ar.preßdruck auf die Reibelemente (16, 21) überträgt, von denen wenigstens eines elastisch verformbar ist

2. Untersetzungsgetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das eine Reibelement aus einem auf dem Umfang einer Scheibe (17) aufgesetzten elastischen O-Ring (18) besteht.

3. Untersetzungsgetriebe nach Anspruch 1, bei dem das als ein Triebteller ausgebildete andere Rcibelement von einer Feder beaufschlagbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder (32) eine Blattfeder ist und die Welle (20) axial belastet, weiche in ihrer axialen Verschiebbarkeit durch Anschläge (34, 35) begrenzt ist.