DE4312869C2 - Kreisschubgetriebe - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Kreisschubgetriebe mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.

Die Europäische 0 169 646 A1 zeigt ein mechanisches Untersetzungsgetriebe, bestehend aus orbitierendem Hohlrad und abtreiben­ dem Stirnrad und die orbitierende Bewegung erfolgt mittels eines Parallel-Kurbeltriebes, wiederum bestehend aus 1 Antriebs-Exzenter und 2 Blindkurbeln.

Die Europäische 0 589 760 A1 ersetzt gegenüber dem vorgehen­ den die 3 Parallel-Kurbeln durch 3 orbitierende Hohlräder und benutzt 2 Exzenter.

In beiden Europäischen Patentschriften wird nicht erkannt, daß ein orbitierendes Getriebeteil gegenüber einem rotierenden Getriebeteil erstmals die Möglichkeit bietet des Einbringen eines formschlüssigen Körpers in den Orbit-Bewegungsraum ohne Behinderung der Orbit-Bewegung und dem Blockieren jeglicher weiterer links- oder rechtsdrehenden Orbit-Bewegung nach einem sehr kleinen Stellweg des formschlüssigen Körpers.

Mit beiden Europäischen Schriften ist auch nicht die Forderung eines minimalen Drehträgheitswiderstandes zu erfüllen, denn in 0 169 646 hat das hochdrehend orbitierende Hohlrad eine große Trägheitsmasse, in 0 589 760 gibt es sogar 3 orbitierende und hochdrehende Massen als Drehträgheitswiderstand.

Das würde sich beträchtlich ändern, sofern statt des Hohlrades das innenliegende Stirnrad die Orbit-Bewegung ausführen würde, was in beiden Patentschriften nicht erwogen wird.

Ein Hohlrad hat aufgrund des Lagerungsanteils eine größere Masse als ein damit zusammenarbeitendes Stirnrad. In der Funktion als Untersetzungsgetriebe können Hohlrad und Stirnrad getäuscht werden. Die Patentschrift CH 564 709 A5 zeigt in Fig. 8 ein orbitierendes Stirnrad und diese Darstellung ist eine genaue Nachbildung des Chisholm-Moore-Flaschenzugs, veröffentlicht vor 70 Jahren von Kutzbach in "Getriebe", VDI Verlag Berlin, S. 16, Bild 8. Ein solches 2-Kurbelgetriebe kann aufgrund der Zahnspiele die Totlagen der Parallel-Kurbeln nicht überwinden, ausführlich behandelt auf Seite 3 der Internationalen Patentanmeldung WO 89/11048 A1.

Die in CH 564709 Fig. 2 und 3 sichtbaren vorgeschalteten Getriebeteile stellen einen hohen dynamischen Drehmassenträgheitswiderstand dar.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde bei einem mechanischen Getriebe unter Beibehaltung eines hohen Wirkungsgrad das System der Sicherheitsbremsen zu verbessern.

Die Lösung der Aufgabe erfolgt durch ein Kreisschubgetriebe mit den Merkmalen des einzigen Patentanspruchs.

Darstellung der Erfindung:

Die vorliegende Erfindung will die bisher üblichen kraftschlüssigen und abriebgefährdeten Sicherheitsbremsen ersetzen durch eine Formschluss-Sperrung gegen links- und rechtsdrehende Reaktions­ kräfte bei Stillstand oder Stromausfall des Antriebsmotors.

Die Formschluss-Sperrung ist ohne Wirkung während der Arbeitsdrehung des Getriebes und kann mittels einer sehr kleinen radialen Bewegung jegliche Rechts- oder Linksdrehung des Getriebes blockieren.

Eine solche Formschluss-Sperrung mittels kleinstem Weg ist nicht möglich bei Getrieben mit Radscheiben drehend um die geometrische Achse, sondern nur möglich bei Getrieben mit einer Orbit-Bewegung von Hohlrad oder Stirnrad.

Bei Getriebe-Arbeitsdrehung wird die Formschluss-Sperrung mittels eines Elektromagneten außerhalb der Sperrflächen des Orbit-Bewegungs­ raum gehalten, bei Stromausfall oder Stillstand des elektrischen Antriebsmotors entsteht auch Stromausfall beim Elektromagneten und eine Federkraft bringt die Formschluss-Sperre mittels Radialbewegung zur Blockierung in das orbitierende und zuvor hochdrehende Hohlrad oder Stirnrad. Statt Federkraft kann auch eine Massekraft wirken.

Bei Stromausfall wird die jeweils vorhandene kinetische Energie aus der Arbeitsmaschine auf das Getriebe wirkend mittels einstell­ barer Bremsrampen in einem Motorbremsgerät vernichtet und das orbi­ tierende Teil auf die Drehzahl 0 gebracht für ein nachfolgendes Einbringen der Formschluss-Sperrung.

Die vorliegende Erfindung will gleichzeitig die Anwendung einer Formschluss-Sperrung auf ein Getriebeteil mit orbitierender Bewegung verbinden in der Anwendung zusammen mit einer Getriebegestaltung mit minimalsten dynamischen Drehträgheitswiderständen für Schnell- Anlauf und Schnell-Stop.

Wenn anwendungstechnisch dynamisches Getriebeverhalten unwichtig ist, kann die Sperrung auf das orbitierende Hohlrad wirken, wird aber eine hochdynamische Getriebeanwendung beabsichtigt, kann die Sperrung nur auf das orbitierende Stirnrad wirken.

In beiden Fällen wird eine hohe Auflösung der Stillstandspositionen dadurch erreicht, daß die Formschluss-Sperrung auf das höchstdrehende Getriebeteil wirkt.

Kurze Beschreibung der Zeichnung:

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt.

Es zeigt Bild 1 die Formschluss-Sperrung mit einem orbitierenden Stirnrad, einmal als koaxiale und einmal als parallele Getriebe­ bauart.

Auf dem orbitierenden Stirnrad ist ein prismatischer Körper befestigt in gleichwinkliger Bauart und das im Getriebegehäuse gleitend gelagerte Sperrstück mit gleichen Winkeln wird durch die Magnetkraft so gehalten, daß die Orbit-Bewegung nicht behindert wird.

Bei Spannungsabfall des Elektromagneten wirkt eine Federkraft auf das gleitend gelagerte Sperrstück und bewegt dieses radial auf das orbitierende Stirnrad zu und die zuerst auftreffende Flächenpaarung verhindert eine weitere Drehbewegung aus der gleichen Richtung. Bild 2 zeigt das gleiche Sperr-Verhalten an einem orbitierenden Hohlrad. Das Hohlrad hat eine prismatische Ausnehmung und in der gezeigten Stellung wird die Orbit-Bewegung des Hohlrades nicht behindert. Diese unwirksame Stellung wird ebenfalls von einem bestromten Elektromagnet gehalten.

Bei Stromausfall bewegt sich die Formschluss-Sperrung mittels Federkraft und nach ca. 1,5 mm Weg findet eine erste Flächenbe­ rührung statt und verhindert ebenfalls eine weitere Drehbewegung aus der Berührungsrichtung.

Bei wechselndwirkenden Reaktionskräften bewegt die Formschluss- Sperrung sich deckend in die prismatische Hohlrad-Ausnehmung und macht das Getriebe spielfrei nach beiden Seiten, was wichtig ist z. B. bei Strömungskräften in Armaturen.

Mittels der vorstehend beschriebenen Erfindung wird die Forderung zum Einsatz verschleißfreier Sicherheitsbremsen bei Hebezeugen in ganz unterschiedlicher Anwendung erfüllt.

Weiter wird dieses angewandt zusammen mit einer Getriebebauform mit hohem Wirkungsgrad, mit nur 2 Zahnrädern für einen großen Übersetzungsbereich, außerdem in einer Getriebebauform mit minimalsten dynamischen Drehträgheitswiderständen.

Wesentlich ist ferner, daß die Formschluss-Sperrung gegen Reaktions­ kräfte aus beiden Seiten aus einem Teil besteht, nur mit dem Freiheits­ grad versehen einer geradlinigen, radial auf das orbitierende Antriebs­ rad gerichteten Bewegung. Die Flächenanlage ermöglicht große Sperr­ kräfte bei kleinen Abmessungen und eine solche Anwendung wird in der Kinematik der "niederen Elementenpaarung" zugeordnet.

Bei einem orbitierenden Hohlrad kann das abtreibende Stirnrad koaxial zur Antriebswelle liegen.

Eine orbitierende Ebene angetrieben als Parallel-Kurbeltrieb und gelagert auf mindestens 3 Exzentern gleicher Größe vollzieht auch außerhalb des Umkreises zu den Exzentern eine Orbit-Bewegung. Das ermöglicht ein seitwärts versetztes orbitierendes Hohlrad und abtreibendes Stirnrad, sodaß ein Spindelantrieb möglich ist parallel zum Antriebsmotor.

Bild 1 zeigt diese beiden Möglichkeiten.

Die Wirkungsweise der gezeigten und beschriebenen Formschluss- Sperrung ist dabei die gleiche.

Das ist wichtig bei Stellgetrieben mit stehender Spindel, weil diese infolge ihrer Hubbewegung durch das Getriebe hindurch treten müssen. Das abtreibende Stirnrad ist dann als Mutter ausgebildet, in Bild 1 eingezeichnet.

Getriebe mit einer außerhalb des Exzenter-Umkreises wirkenden Orbit-Bewegung sind bisher nicht bekannt in der beschriebenen Bau­ weise als Parallel-Kurbeltrieb mit 3 Exzentern, deren Lage ungefähr auf den Spitzen eines spitzwinkligen Dreiecks angeordnet, wie Bild 2 zeigt.

Die Seitenlängen dieses spitzwinkligen Dreiecks können ungleich sein bei der Lagerung des orbitierenden Stirnrades wie auch des orbitierenden Hohlrades, übereinstimmen müssen Laufbohrungen zu den Zapfensitzen, diese können auch versetzt sein zu der Lage der Zahnkreise von Hohlrad und Stirnrad. Jeder Punkt der orbitierenden Ebene macht eine Orbit-Bewegung und somit nutzbar für ein Unter­ setzungsgetriebe.

Claims (1)

1. Kreisschubgetriebe mit einem Hohlrad mit einer Innenverzahnung, einem mit dem Hohlrad in Eingriff stehenden Stirnrad mit einer Außenverzahnung und mit drei in einem Dreieck angeordneten Parallelkurbeln, wobei eines der Räder durch mindestens eine angetriebene Parallelkurbel eine eigendrehungsfreie kreisende Schiebebewegung und das andere auf einer ortsfesten Achse drehbar gelagerte Rad eine Drehbewegung erfährt, dadurch gekennzeichnet, daß das eine, die kreisende Schiebebewegung erfahrende Rad ein Übertragungsteil mit prismatischer oder dgl. Kontur aufweist und daß ein zusätzlicher Körper vorgesehen ist, der mit dem Übertragungsteil formschlüssig in Eingriff bringbar ist.