DE4312869C2 - Kreisschubgetriebe - Google Patents
KreisschubgetriebeInfo
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- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
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- F16H1/00—Toothed gearings for conveying rotary motion
- F16H1/28—Toothed gearings for conveying rotary motion with gears having orbital motion
- F16H1/32—Toothed gearings for conveying rotary motion with gears having orbital motion in which the central axis of the gearing lies inside the periphery of an orbital gear
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- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K7/00—Arrangements for handling mechanical energy structurally associated with dynamo-electric machines, e.g. structural association with mechanical driving motors or auxiliary dynamo-electric machines
- H02K7/10—Structural association with clutches, brakes, gears, pulleys or mechanical starters
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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.
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.
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)
- 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.
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