DE3535970A1 - Schneckengetriebe mit schaltkupplung - Google Patents
Schneckengetriebe mit schaltkupplungInfo
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- F16H59/02—Selector apparatus
- F16H59/04—Ratio selector apparatus
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Description
Die Erfindung betrifft ein Schneckengetriebe, das aus einer
an einen Antriebsmotor anschließenden Stirnradstufe, einer
deren Abtriebsrad aufnehmenden , beidseitig im Getriebege
häuse gelagerten Schneckenwelle und einem mit der Schnecke
kämmenden, auf der Abtriebswelle sitzenden Schneckenrad so
wie einer Schaltkupplung besteht.
Schneckengetriebe bieten als typischer Winkelantrieb durch
ihre Form und Wellenanordnung Verwendungsmöglichkeiten, die
mit anderen Getriebearten nur schwerlich und umständlich zu
erreichen wären. Da es sich um Wälz-Schraubgetriebe handelt,
besitzen sie einen geräuscharmen Lauf und außerdem schwingungs
dämpfende Eigenschaften. Schließlich gibt die eingängige Schnec
ke die Möglichkeit,eine große Übersetzung in einer einzigen
Stufe unterzubringen. Es haben deshalb solche Schneckenge
triebe - wie auch Schneckengetriebemotoren - ihren festen
Platz in der Antriebstechnik. Sie werden serienmäßig und
in großen Stückzahlen hergestellt.
In bestimmten Anwendungsfällen ist es wünschenswert, für das
Schneckengetriebe bzw. einen Schneckengetriebemotor eine
mechanische Schaltmöglichkeit zu haben, um die Abtriebswelle
vom Antrieb zu trennen. Dies geschieht üblicherweise durch
eine Schaltkupplung. Es bereitet naturgemäß keine Probleme,
eine solche Schaltkupplung außerhalb des Getriebes vorzu
sehen, doch ist dies mit einem entsprechenden Platzbedarf
und - je nach Ort der Anordnung der Schaltkupplung - unter
Umständen mit hohen Schaltkräften verknüpft.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, in ein serienmäßiges
Schneckengetriebe des eingangs genannten Aufbaus eine Schalt
kupplung zu integrieren, ohne in die von der Serienferti
gung vorgegebene Konstruktion nennenswert einzugreifen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das
Abtriebsrad der Stirnradstufe frei drehbar auf der Schnecken
welle angeordnet und ihm eine auf der Schneckenwelle sitzen
de, zwischen dieser und dem Abtriebsrad wirksame Kupplung
zugeordnet ist und daß die Schneckenwelle im Umfang des für
das Ein- und Auskuppeln notwendigen Schaltwegs axial ver
stellbar ist.
Bei der erfindungsgemäßen Ausbildung ist die Kupplung selbst
innerhalb des Getriebegehäuses im Bereich der Stirnradstufe
untergebracht, wobei es durch entsprechend schmale Bauweise
der Kupplungsteile ohne weiteres möglich ist, die von der
Serienfertigung vorgegebene Form und Abmessung des Gehäuses
im Bereich der Stirnradstufe beizubehalten. Mit der er
findungsgemäßen Ausbildung wird ferner die Schneckenwelle
selbst gleichsam als Schaltstange für die Kupplung verwen
det, so daß keine gesonderten Schaltorgane mit entsprechen
den Lager- und Befestigungsstellen in das Getriebegehäuse
hineingeführt werden müssen. Es können vielmehr die Schalt
kräfte über die ohnehin vorhandene Öffnung für das eine
Lager der Schneckenwelle in das Getriebegehäuse eingeleitet
werden. Auch die beiden Lager der Schneckenwelle selbst
brauchen lediglich an die zusätzliche axiale Beweglichkeit
der Schneckenwelle angepaßt werden. Die die axiale Schalt
kraft aufbringende Betätigungseinrichtung kann vollständig
außerhalb des Getriebegehäuses angeordnet sein, so daß auch
insoweit Bauform und Dimensionierung des Getriebes nicht
beeinflußt werden.
Eine weitere Besonderheit der erfindungsgemäßen Ausbildung
liegt darin, daß die Schaltkraft für die Kupplung während
des Eingriffs in der Schneckenradstufe, also unter Last
übertragen wird. Dies ist aufgrund des Wälz-Schraubbewegung
in der Schneckenradstufe möglich, so daß die Schnecken
welle während des Schaltvorgangs eine kombinierte Dreh- und
Axialbewegung durchführt, wobei die Drehbewegung der Wälz
bewegung in der Schneckenradstufe folgt. Dabei wird während
der Schaltbewegung lediglich die Eingriffslinie auf der
Schneckenwelle verlagert. Die Kupplung kann kraftschlüssig
oder formschlüssig arbeiten. Für sie kommt prinzipiell jeder
Aufbau in Frage, der eine axiale Schaltbewegung ermöglicht.
So kann die Kupplung als Scheiben-, Klauen- oder Zahnkupplung
ausgebildet sein.
In vorteilhafter Ausführung ist die Kupplung aus zwei Kupp
lungsscheiben gebildet, zwischen denen das Abtriebsrad der
Stirnradstufe angeordnet und von denen die erste am Getriebe
gehäuse drehfrei, die zweite an der Schneckenwelle axial ab
gestützt ist.
Das frei drehbare Abtriebsrad in der Stirnradstufe wird beim
axialen Verstellen der Schneckenwelle in der Kupplungslage
zwischen den beiden Kupplungsscheiben eingeklemmt und somit
das Drehmoment vom Abtriebsrad auf die Schneckenwelle über
tragen. Im entkuppelten Zustand, bei dem wenigstens eine der
Kupplungsscheiben von dem Abtriebsrad abgerückt ist, wird der
Kraftfluss vom Abtriebsrad auf die Schneckenwelle unter
brochen, da nunmehr das Abtriebsrad auf dieser frei drehen
kann.
Gemäß einem zweckmäßigen Ausführungsbeispiel ist die zweite
Kupplungsscheibe über eine Druckfeder, z. B. eine Tellerfeder,
an der Schneckenwelle abgestützt. Diese Federausbildung ge
stattet insbesondere ein gedämpftes Einrücken der Kupplung,
die außerdem als eine Art Rutschkupplung und damit als
Überlastungssicherung fungieren kann. Dabei hat die Aus
bildung einer Druckfeder als Tellerfeder den besonderen Vor
teil, daß ein sehr kurzer Schalthub ausreicht, um das Ab
triebsrad von den Kupplungsscheiben freizusetzen bzw. um
den gekuppelten Zustand herzustellen.
Die Federkraft der Tellerfeder wird einerseits über die
Schneckenwelle und deren Lagerung, andererseits dadurch
aufgenommen, daß die erste Kupplungsscheibe über ein
doppelwirkendes Axiallager am Getriebegehäuse abgestützt ist.
Um die Schaltbewegungen durchführen zu können, ist vorgesehen,
daß die Schneckenwelle beidseitig in axial beweglichen Lagern
sitzt und an ihrem dem Abtriebsrad gegenüberliegenden Ende
zusätzlich in einer am Getriebegehäuse geführten Stellspindel
gelagert ist.Die Stellspindel ermöglicht einerseits die für
das Ein- und Ausrücken der Kupplung notwendige Axialbewegung
und kann andererseits der durch den Eingriff in der Schnecken
radstufe vorgegebenen Drehbewegung der Schneckenwelle folgen.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist die Stellspindel
in einer außerhalb des Getriebegehäuses angeordneten und in
deren eine Lageröffnung drehfest eingesetzten Gewindebuchse
geführt. Durch diese Maßnahme wird der Forderung Rechnung ge
tragen, den serienmäßigen Aufbau des Schneckengetriebes durch
die von der Schaltkupplung vorgegebene Notwendigkeiten so
wenig als möglich zu beeinflussen. Es braucht nämlich lediglich
die ohnehin vorhandene Lageröffnung des Getriebegehäuses so
ausgebildet sein, daß sie die Gewindebuchse für die Stell
spindel aufnehmen kann.
Auf der Stellspindel kann ein Schalthebel zum Einbringen der
Schaltkräfte befestigt sein, wobei dieser zweckmäßigerweise
mit einem Rastorgan versehen ist, das in je eine an der
Außenseite der Gewindebuchse vorgesehene Rastöffnung für die
ein- und ausgerückte Lage der Schaltkupplung eingreift. Als
weitere Sicherungsmaßnahme kann die Gewindebuchse außen
seitig mit Begrenzungsanschlägen für die Bewegung des Schalt
hebels versehen sein.
Durch die vorgenannten Merkmale wird der für die Betätigung
der Schaltkupplung notwendige konstruktive Aufbau auf ein
Minimum an Bauteilen beschränkt, indem alle für die Betätigungs
mechanik notwendigen Einrichtungen (Verrastung, Bewegungs
begrenzung etc.) ausschließlich an der Gewindebuchse bzw.
zwischen dieser und dem Schalthebel getroffen sind, so daß
die Anzahl der zusätzlich notwendigen Bauteile auf ein Mini
mum beschränkt wird.
In weiterer vorteilhafter Ausführung sitzen die Kupplungs
scheiben über eine axial verschiebbare Mitnehmerverbindung
auf der Schneckenwelle. Diese Verbindung gestattet also
einerseits den notwendigen axialen Schaltweg und ermög
licht andererseits die Momentenübertragung im gekuppelten
Zustand. Dabei ist es zweckmäßig, wenn auch das Drehlager
des Abtriebsrades über die Mitnehmerverbindung auf der
Schneckenwelle sitzt. In einfachster Ausführung ist die
Mitnehmer-Verbindung von einer Abflachung an dem einen
Ende der Schneckenwelle gebildet.
Nachstehend ist die Erfindung anhand eines in der Zeichnung
wiedergegebenen Ausführungsbeispiels beschrieben.
In der Zeichnung zeigen:
Fig. 1 ein Schneckengetriebe im Schnitt entsprechend
Schnittlinie I-I gemäß Fig. 2 und
Fig. 2 eine teilweise geschnittene Ansicht auf die
Abtriebsseite des Schneckengetriebes.
Das insgesamt mit 1 bezeichnete Schneckengetriebe ist an
einen Antriebsmotor 2 angeflanscht, dessen Abtriebswelle 3
in das Getriebegehäuse 4 hineinragt. Innerhalb des Getriebe
gehäuses 4 ist eine Stirnradstufe 5 und eine Schneckenrad
stufe 6 angeordnet. Die Stirnradstufe 5 besteht aus einem
auf der Abtriebswelle 3 des Motors 2 sitzenden Antriebs
ritzel 7 und einem mit diesem kämmendem Abtriebsrad 8, das
seinerseits über ein Lager 9 frei drehbar auf der Schnecken
welle 10 sitzt. An der Schneckenwelle 10 ist die Schnecke 11
ausgebildet, die auf dem Schneckenrad 12 abwälzt, das seiner
seits auf der Abtriebswelle 13 des Getriebes sitzt. Die Ab
triebswelle 13 ist, wie aus Fig. 2 ersichtlich, aus dem
Getriebegehäuse 4 herausgeführt.
Die Schneckenwelle 10 sitzt beiderseits der Schnecke 11 in
Lagern 14, 15, die in entsprechenden Bohrungen des Ge
triebegehäuses 4 untergebracht sind und eine axiale Be
wegung der Schneckenwelle 10 zulessen. Die Lager 14, 15
können beispielsweise als Radial-Rollenlager ausgebildet
sein.
An der das Abtriebsrad 8 in der Stirnradstufe aufnehmenden
Ende der Schneckenwelle ist eine Kupplung 16 angeordnet, die
beim wiedergegebenen Ausführungsbeispiel aus zwei Kupplungs
scheiben 17, 18 besteht, zwischen denen das Abtriebsrad 8
der Stirnradstufe 5 angeordnet ist. Die Kupplungsscheiben 17,18,
die als Friktionssscheiben ausgebildet sein können,sind über
eine axial unwirksame Mitnehmer-Verbindung in Form einer Ab
flachung 19 mit der Schneckenwelle 10 verbunden. Ebenso sitzt
des Lager 9 des Antriebsrades 8 auf der Abflachung der Schnek
kenwelle 10. Die innenliegende Kupplungsscheibe 18 ist über
ein Axiallager 20 drehbar am Getriebegehäuse 4 abgestützt,
während sich die äußere Kupplungsscheibe 17 über eine Teller
feder 21, eine Druckscheibe 22 und einen Sicherungsring 23
an der Schneckenwelle 10 abstützt.
Am gegenüberliegenden Ende ist die Schneckenwelle 10 jen
seits des Radial-Rollenlagers 15 mit einem Wellenzapfen 24
duch die Lageröffnung nach außen geführt. Das abgestufte
Ende des Wellenzapfens 24 sitzt in einer Lagerung 26 einer
Stellspindel 25. Die Lagerung 26 wird von zwei hinterein
ander angeordneten Axialkugellagern 27, 28 gebildet, deren
Zwischenring 29 mittels einer Mutter 30 gegen eine Stufe
des Wellenzapfens 24 verspannt ist. Die Stellspindel 25
sitzt in einer außerhalb des Getriebegehäuses angeord
neten Gewindebuchse 31, die in die Gehäuseöffnung 32 für
das Lager 15 drehfest eingesetzt ist. Die Stellspindel 25
und die Gewindebuchse 31 stehen über ein Gewinde 33 in
Wirkverbindung.
Durch Verdrehen der Stellspindel 25 bewegt sich die Schnec
kenwelle 10 in axialer Richtung, wodurch das Axialspiel
zwischen den Kupplungsscheiben 17, 18 einerseits und dem
Abtriebsrad 8 in der Stirnradstufe 5 andererseits verändert
werden kann. Dadurch läßt sich die Kupplungsscheibe 17 aus
der kraftschlüssigen Kupplungslage vom Abtriebsrad 8 abrücken,
so daß die Tellerfeder 21 keine oder eine für die Drehmoment
übertragung nicht mehr ausreichende Kraft auf die Kupplungs
scheiben ausübt und somit das Abtriebsrad 8 in der entkup
pelten Lage frei auf dem Lager 9 dreht. Die Kupplungslage
kann kräftemäßig ferner so ausgelegt sein, daß die Kupplung
als Rutschkupplung wirkt und zusätzlich die Funktion einer
Überlastsicherung übernimmt.
Zum Betätigen der Stellspindel 25 dient beim wiedergegebenen
Ausführungsbeispiel eine Betätigungsmechanik 34, die beim
wiedergegebenen Ausführungsbeispiel aus einer auf das freie
Ende der Stellspindel 31 aufgeklemmten Gabel 35 und einem
Schalthebel 36 besteht. Die Gabel 35 ist mit einem über die
Gewindebuchse 31 greifenden Ansatz 37 versehen, an dem eine
Kugelraste 38 angeordnet ist, die in den beiden Endlagen der
Kupplung in Rastausnehmungen 39, 40 an der Außenseite der
Gewindebuchse 31 einrastet (Fig. 2). Außer den Rastausneh
mungen 39, 40 sind außenseitig an der Gewindebuchse 31 noch
Begrenzungsanschläge 41, 42 für die Schwenkbewegung des
Schalthebels 39 vorgesehen.
Beim gezeigten Ausführungsbeispiel dient der Schneckenge
triebemotor als Antrieb für Einschienenhängebahnen, wo
bei in Fig. 2 die Schiene 43 und die auf ihr abrollende,
auf der Antriebswelle 13 drehfest sitzende Laufrolle 44
in gestrichelten Linien wiedergegeben sind. Auf der der
Schiene 43 gegenüberliegenden Seite ist eine Steuerschiene 45
erkennbar, auf der eine auf dem Schalthebel 39 gelagerte
Rolle 46 läuft und die an der Position, an der der Getriebe
motor stillgesetzt werden soll, mit einer Steigfläche 47
versehen ist. Erreicht der Getriebemotor mit dem an ihm
hängenden Werkstück oder dgl. die Steigfläche 47, so steigt
die Rolle 46 auf dieser Fläche nach oben, so daß der Schalt
hebel 39 in die strichpunktiert wiedergegebene Schaltlage
wandert und dabei die Kupplung 16 löst. Hinter der Stand
position kann eine weitere Steuerschiene 48 mit einer nach
unten fallenden Neigungsfläche 49 vorgesehen sein, um dort
wieder die Kupplungslage herzustellen. Selbstverständlich
kann der in der Zeichnung wiedergegebene Schneckengetriebe
motor aber auch für alle anderen Anwendungszwecke, bei denen
ein mechanisches Stillsetzen des Antriebs erwünscht ist, ein
gesetzt werden.
Wie aus den Fig. 1 und 2 ersichtlich, sind die für die
Ausbildung und Unterbringung einer Schaltkupplung not
wendigen Änderungen an einem herkömmlichen serienmäßigen
Schneckengetriebe bzw. Schneckengetriebemotor auf ein
Minimum beschränkt. So läßt sich die Kupplung 16 durch ihre
schmale Bauweise (Kupplungsscheiben und Tellerfeder) ohne
weiteres in dem für die Stirnradstufe ohnehin vorhandenen
Gehäusebereich unterbringen. Es sind im wesentlichen nur die
Lager 14, 15 der Schneckenwelle 10 an die axiale Verstell
barkeit der Schneckenwelle anzupassen. Die konstruktiven
Mittel für die axiale Verstellung, nämlich die Stellspindel 25
und die Gewindebuchse 31 sind außerhalb des Getriebegehäuses 4
angeordnet, wobei letztere lediglich in die entsprechend aus
zubildende Gehäuseöffnung 32 einzusetzen ist. Zur Herstellung
einer drehfesten Verbindung zwischen Gewindebuchse 31 und Ge
triebegehäuse 4 kann eine in Fig. 1 erkennbare Schraube 50
dienen.
Claims (14)
1. Schneckengetriebe, bestehend aus einer an einem Antriebs
motor anschließenden Stirnradstufe, einer deren Abtriebs
rad aufnehmenden, beidseitig im Getriebegehäuse gelagerten
Schneckenwelle und einem mit der Schnecke kämmenden, auf
der Abtriebswelle sitzenden Schneckenrad sowie einer
Schaltkupplung,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Abtriebsrad (8) der Stirnradstufe (5) frei dreh
bar auf der Schneckenwelle (10) angeordnet und ihm eine
auf der Schneckenwelle sitzende, zwischen dieser und dem
Abtriebsrad wirksame Kupplung (16) zugeordnet ist, und
daß die Schneckenwelle (10) im Umfang des für das Ein-
und Auskuppeln notwendigen Schaltwegs axial verstellbar
ist.
2. Schneckengetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Kupplung (16) als Scheiben-, Klauen- oder Zahn
kupplung ausgebildet ist.
3. Schneckengetriebe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Kupplung (16) aus zwei Kupplungs
scheiben (17, 18) gebildet ist, zwischen denen das Ab
triebsrad (8) angeordnet und von denen die erste (18)
am Getriebegehäuse (4) drehfrei, die zweite an der
Schneckenwelle (10) axial abgestützt ist.
4. Schneckengetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, da
durch gekennzeichnet, daß die zweite Kupplungsscheibe (17)
über eine Druckfeder (21) an der Schneckenwelle (10) ab
gestützt ist.
5. Schneckengetriebe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,
daß die Druckfeder (21) eine Tellerfeder ist.
6. Schneckengetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch
gekennzeichnet, daß die erste Kupplungsscheibe (18) über
ein Axiallager (20) am Getriebegehäuse (4) abgestützt ist.
7. Schneckengetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 6, da
durch gekennzeichnet, daß die Schneckenwelle (10) beid
seitig in axial beweglichen Lagern (14, 15) sitzt und
an ihrem dem Abtriebsrad (8) der Stirnradstufe (5) gegen
überliegenden Ende zusätzlich in einer am Getriebegehäuse (4)
geführten Stellspindel (25) gelagert ist.
8. Schneckengetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch
gekennzeichnet, daß die Stellspindel (25) in einer außer
halb des Getriebegehäuses (4) angeordneten und in deren
eine Lageröffnung (32) drehfest eingesetzten Gewinde
buchse (31) geführt ist.
9. Schneckengetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 8, da
durch gekennzeichnet, daß auf der Stellspindel (25) ein
Schalthebel (36) befestigt ist.
10. Schneckengetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch
gekennzeichnet, daß der Schalthebel (36) mit einem Rast
organ (39) versehen ist, das in je eine an der Außenseite
der Gewindebuchse (31) vorgesehenen Rastöffnung (39, 40)
für die ein- und ausgerückte Lage der Kupplung (16) ein
greift.
11. Schneckengetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 10, da
durch gekennzeichnet, daß die Gewindebuchs (31) außen
seitig mit Begrenzungsanschlägen (41, 42) für die Be
wegung des Schalthebels (36) versehen ist.
12. Schneckengetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 11,
dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplungsscheiben (17, 18)
über eine axial verschiebbare Mitnehmer-Verbindung (19) auf
der Schneckenwelle (10) sitzen.
13. Schneckengetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 12, da
durch gekennzeichnet, daß das Drehlager (9) des Abtriebs
rades (8) über die Mitnehmer-Verbindung (19) auf der
Schneckenwelle (10) sitzt.
14. Schneckengetriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 13, da
durch gekennzeichnet, daß die Mitnehmer-Verbindung (19)
von einer Abflachung an dem einen Ende der Schnecken
welle (10) gebildet ist.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19853535970 DE3535970A1 (de) | 1985-10-09 | 1985-10-09 | Schneckengetriebe mit schaltkupplung |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19853535970 DE3535970A1 (de) | 1985-10-09 | 1985-10-09 | Schneckengetriebe mit schaltkupplung |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3535970A1 true DE3535970A1 (de) | 1987-04-09 |
Family
ID=6283116
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19853535970 Withdrawn DE3535970A1 (de) | 1985-10-09 | 1985-10-09 | Schneckengetriebe mit schaltkupplung |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE3535970A1 (de) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN107816572A (zh) * | 2017-11-30 | 2018-03-20 | 新疆天脉农业智控科技有限公司 | 一种离合执行器及灌溉*** |
CN113090681A (zh) * | 2021-04-08 | 2021-07-09 | 中国第一汽车股份有限公司 | 一种离合器执行机构及车辆 |
-
1985
- 1985-10-09 DE DE19853535970 patent/DE3535970A1/de not_active Withdrawn
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN107816572A (zh) * | 2017-11-30 | 2018-03-20 | 新疆天脉农业智控科技有限公司 | 一种离合执行器及灌溉*** |
CN113090681A (zh) * | 2021-04-08 | 2021-07-09 | 中国第一汽车股份有限公司 | 一种离合器执行机构及车辆 |
CN113090681B (zh) * | 2021-04-08 | 2022-12-30 | 中国第一汽车股份有限公司 | 一种离合器执行机构及车辆 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8141 | Disposal/no request for examination |