DE10233442B3

DE10233442B3 - Überlastschutz

Info

Publication number: DE10233442B3
Application number: DE2002133442
Authority: DE
Inventors: Torsten Wahler
Original assignee: Siemens Corp
Current assignee: Siemens Corp
Priority date: 2002-07-23
Filing date: 2002-07-23
Publication date: 2004-01-08
Anticipated expiration: 2022-07-24
Also published as: WO2004016972A1

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Überlastschutz für ein gegen einen Endanschlag laufendes Getriebe. DOLLAR A Hierzu ist erfindungsgemäß in dem Getriebe zumindest ein Federarm (6) vorgesehen, der mit einem Zahnrad (1) im Getriebe so zusammenwirkt, dass der Federarm durch das Zahnrad (1) vor einem Laufen des Getriebes auf Endanschlag kraftbeaufschlagt wird und somit durch seine Federwirkung das Getriebe abbremst.

Description

Die Erfindung betrifft einen Überlastschutz für ein gegen einen Endanschlag laufendes Getriebe.
Getriebe werden vielfältig eingesetzt, so werden zum Beispiel bei einem digitalen Fahrtenschreiber (DTCO) die Chipkarten über ein Getriebe ausgeworfen. Dabei ist es möglich, dass das Getriebe beim erstmaligen Inbetriebnehmen auf einen Endanschlag laufen kann und dabei eine Beschädigung erfährt. Dieses Auf-Endanschlag-Laufen hat seine Ursache darin, dass bei der Montage der fertig aufgebauten Getriebeeinheit mit Trägermodul dem gesamten System über Gabellichtschranken die eindeutige Stellung einer Stelleinheit, welche zum Auswerfen der Chipkarten dient, mitgeteilt werden muss. Dies geschieht, indem der Motor in eine Richtung hin angesteuert wird und dabei eine Codierfahne die Gabellichtschranken durchfährt. Befindet sich die Stelleinheit schon in der hintersten Position, so kann dies das System noch nicht erkennen und lässt den Motor bis zum ersten Endanschlag weiterhin bestromen. Somit fährt das Getriebe ungebremst auf den Endanschlag, was zu Beschädigungen innerhalb des Getriebes führen kann.
Da dem System die eindeutige Stellung jetzt immer noch nicht bekannt ist, wird der Motor umgepolt, wobei nun die Codierfahne die Gabellichtschranken durchfährt. Somit ist nun ein Anfahren des Nullpunktes möglich und das Auffahren auf einen mechanischen Endanschlag kommt in der Regel nicht mehr vor.
Um Beschädigungen durch ein Fahren des Getriebes auf den Endanschlag zu verhindern, wurde bisher versucht, den Endanschlag über Gummipuffer abzufedern oder Kupplungselemente im Antriebsstrang zu integrieren, um die Kraftentwicklung über das Fahren auf den Endanschlag über die Kupplung abzufangen.

Aus dernachveröffentlichten deutschen Offenlegungsschrift DE 101 41 177 A1 ist bereits eine Getriebeanordnung bekannt, welche mittels eines gegen einen Endanschlag laufenden Getriebes eine Chipkarte in einen Fahrtenschreiber transportiert. Aus der deutschen Offenlegungsschrift DE 198 42 195 A1 ist als Überlastschutz in einer Antriebsvorrichtung eine Ratschkupplung für ein gegen einen Endanschlag laufendes Getriebe eines Geräts zum Lesen oder Beschreiben optischer Aufzeichnungsträger bekannt. Die Blockade des Getriebes mittels des Endanschlags kann hierbei zu Schäden führen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Lösung aufzuzeigen, bei der trotz eines Fahrens des Getriebes auf den Endanschlag die Gefahr von Beschädigungen im Getriebe weitestgehend reduziert wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass in dem Getriebe zumindest ein Federarm vorgesehen ist, der mit einem Zahnrad im Getriebe so zusammenwirkt, dass der Federarm durch das Zahnrad vor dem Laufen des Getriebes auf den Endanschlag kraftbeaufschlagt wird und somit seine Federwirkung das Getriebe abbremst.

Der große Vorteil dieser Lösung liegt insbesondere, darin, dass ein Zahnrad gewählt werden kann, welches im vorzugsweise nicht untersetzten Antriebsstrang liegt und auf diese Weise mit wesentlich weniger Krafteintrag das gesamte Getriebe abgebremst werden kann, als wie wenn man im Abtriebsstrang, beziehungsweise wie im vorliegenden Beispiel, die Stelleinheit, die zum Auswerfen der Chipkarten dient, abbremsen muss.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist ein Begrenzer für den Federweg des Federarms vorgesehen, der den Federweg so begrenzt, dass der Federarm gleichzeitig auf den Begrenzer trifft, wenn das Getriebe auf den Endanschlag fährt. Dies hat den Vorteil, dass der letzte Kraftabbau durch das Fahren des Federarms auf den Begrenzer sowie durch das Getriebe auf den Endanschlag und somit an zwei Stellen im Getriebe erfolgt und dadurch keine Belastungsspitzen an einer Stelle auftreten.

Dies ist insbesondere von Vorteil, wenn das gesamte Getriebe aus Kunststoff hergestellt ist, da nahezu jeder Kunststoff eine gewissen Elastizität aufweist und somit der Kraftabbau durch das Treffen des Federarms auf den Begrenzer sowie des Getriebes auf den Endanschlag durch die Elastizität des Kunststoffes abgefangen werden kann.

Eine bevorzugte Ausführungsform sieht vor, dass das Zahnrad, auf welches der Federarm einwirkt, eine Nut aufweist und an dem Federarm ein Bolzen vorgesehen ist, welcher in die Nut eingreift.

Diese Ausführungsform ist insbesondere dann von Vorteil, wenn das Getriebe nur für eine Hin- und Herbewegung verwendet wird und sich die Zahnräder nicht um 360° drehen müssen. Dies ist zum Beispiel beim Antrieb einer Zahnstange der Fall, wie sie auch zum Auswerfen von Chipkarten aus einem Fahrtenschreiber eingesetzt wird.

Alternativ zur Ausführungsform mit Bolzen am Federarm und Nut im Zahnrad kann ebenso ein Bolzen am Zahnrad abstehen, der auf einen Federarm vor dem Fahren des Getriebes auf den Endanschlag einwirkt.

Eine Weiterbildung der Erfindung sieht zwei Federarme vor, wobei jeder für eine Drehrichtung des Getriebes verwendet werden kann. Ebenfalls können die Federarme parallel oder kurz hintereinander geschaltet zum Einsatz kommen.

Weitere Vorteile der Erfindung sind in den Unteransprüchen sowie in der nachfolgenden Figurenbeschreibung offenbart.

Anhand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispieles wird nun die Erfindung näher erläutert. In den Zeichnungen zeigen:

1 einen Ausschnitt von einem Getriebe eines digitalen Fahrtenschreibers,
2 den Schnitt Y1-Y1 aus 1,
3 den Schnitt A-A aus 1 und
4 den Schnitt Y-Y aus 3.

1 zeigt einen Ausschnitt von einem Getriebe eines digitalen Fahrtenschreibers, welches zum Auswerfen von Chipkarten dient.
Von dem Getriebe dargestellt sind ein Antriebszahnrad 1, ein Abtriebszahnrad 2, welches einstückig mit dem Antriebszahnrad 1 ausgebildet ist, jedoch einen wesentlich geringeren Durchmesser aufweist .
Das Antriebszahnrad 2 wirkt auf eine Zahnstange 3 ein, welche ein Teil einer Stelleinheit darstellt, die zum Auswerfen der Chipkarten dient.
Wie eingangs erläutert, besteht nun die Gefahr, dass beim Inbetriebnehmen des Getriebes die Zahnstange 3 bzw. die Stelleinheit auf einen linksseitigen oder rechtseitigen Endanschlag läuft. Die Endanschläge sind nicht dargestellt.
Um dies zu vermeiden, ist in dem Antriebszahnrad 1 im Bereich, in welchem es über das Abtriebszahnrad 2 übersteht, eine Nut 4 eingearbeitet, in welche zwei Bolzen 5 von oben eingreifen, welche an Federarmen 6 festgelegt sind.
Da die Nut 4 nur über einen gewissen Winkelbereich ausgebildet ist ergibt sich jeweils an den Enden der Nut eine Anschlagfläche 7 für die Zapfen 5.
Die Federarme 6 sind in einer Abdeckung 8 für das gesamte Getriebe integriert und aus dieser Abdeckung 8 über einen im wesentlichen u-förmigen Schnitt erzeugt.
Durch den u-förmigen Schnitt ergibt sich ein definiertes Spaltmaß zwischen der Abdeckung 8 und den Federarmen 6, zumindest an den Stellen, an welchen die Bolzen 5 an den Federarmen 6 angeordnet sind. Das Spaltmaß ist so eingestellt, dass bei einem Auftreffen des Bolzens 5 auf die Anschlagfläche 7 sich der Federarm 6 genau um dieses Spaltmaß seitlich verformen kann und danach der Federarm 6 seitlich auf die Abdeckung 8 trifft und diese somit gleichzeitig als Begrenzer wirkt. Der Spalt seitlich der Federarme 6 zur Abdeckung 8 ist so bemessen, dass der Federarm 6 gleichzeitig auf die Abdeckung 8 trifft, wenn das Getriebe auf den Endanschlag fährt.
Somit wird die letzte Kraftspitze sowohl hier zwischen Antriebszahnrad 1, Bolzen 5, Federarm 6 und Abdeckung 8 sowie auch zwischen Getriebe und Endanschlag abgebaut.
Die 2 zeigt den Schnitt Y1-Y1 aus 1, wobei in diesem Schnitt zu erkennen ist, dass Antriebszahnrad 1 einstöckig mit dem Abtriebszahnrad 2 hergestellt ist. Die Zahnstange 3 liegt gleitend auf dem Antriebszahnrad 1 auf und ist gegenüberliegend über einen Zapfen 9 in einer Aussparung 10 der Abdeckung 8 geführt. Die Abdeckung 8 erstreckt sich nahezu über die gesamte Oberseite des Getriebes und im unteren Bereich sind aus ihr die Federarme 6 mit den daran angeordneten Zapfen 5 ausgeschnitten, welche in die Nut 4 Antriebszahnrad 1 eingreift.
Der Federarm 6 wirkt in dem Bereich mit dem Antriebszahnrad 1 zusammen, welcher möglichst weit außen am Umfang des Antriebszahnrads 1 und somit außerhalb des Abtriebszahnrads 2 liegt.
3 zeigt den Schnitt A-A aus 1.
4 zeigt den Schnitt Y-Y aus 3. In diesem Schnitt ist die Nut 4 unverdeckt dargestellt, wobei sich diese über einen Winkelbereich von ca. 300° im dargestellten Ausführungsbeispiel erstreckt. Die Bolzen 5 an den Federarmen 6 sind geschnitten dargestellt und treffen bei entsprechender Drehung des Antriebszahnrad 1 und Abtriebszahnrad 2 auf die jeweilige Anschlagfläche 7. Die Position der Bolzen 5 relativ zur Anschlagfläche 7 ergibt sich aus dem notwendigen Verschiebeweg am Abtriebszahnrad 2 minus dem Spaltmaß, zwischen den Federarmen 6 und der Abdeckung 8 beziehungsweise dem Begrenzer für den Federarm 6.
Im dargestellten Ausführungsbeispiel beträgt dieser Winkel 141°.
Das Antriebszahnrad 1, das Abtriebszahnrad 2 sowie auch die Zahnstange 3 für die Stelleinheit sind aus Kunststoff hergestellt, wodurch noch zusätzliche Federeigenschaften erzielt werden.
Das Einbringen der Nut 4 in das Antriebszahnrad 1 ist möglich, da sich das Zahnrad mit Antriebs- und Abtriebszahnrad weniger als 180° je Seite dreht.
Die dargestellte Lösung stellt einen idealen Überlastschutz dar, welcher leicht realisiert werden kann. Insbesondere dadurch, weil die Teile aus Kunststoff gespritzt sind und somit die Integration Federarme 6 in die Abdeckung 8 keinen großen Aufwand darstellt. Des weiteren wird auch kein zusätzlicher Raum für den Überlastschutz benötigt.
Die Erfindung ist nicht auf das dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt, so ist es zum Beispiel ebenso auch möglich, von dem Antriebszahnrad 1 Zapfen nach oben abstehen zu lassen, welche auf die jeweiligen Federarme 6 treffen.

1: Antriebszahnrad
2: Abtriebszahnrad
3: Zahnstange
4: Nut
5: Bolzen
6: Federarm
7: Anschlagflächen
8: Abdeckung, Begrenzer
9: Zapfen
10: Ausnehmung

Claims

Überlastschutz für ein gegen einen Endanschlag laufendes Getriebe, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Getriebe zumindest ein Federarm (6) vorgesehen ist, der mit einem Zahnrad (1) im Getriebe so zusammenwirkt, dass der Federarm (6) durch das Zahnrad (1) vor einem Laufen des Getriebes auf Endanschlag kraftbeaufschlagt wird und somit durch seine Federwirkung das Getriebe abbremst.
Überlastschutz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Begrenzer für den Federweg des Federarms (6) vorgesehen ist, der den Federweg so begrenzt, dass der Federarm gleichzeitig auf die Begrenzung trifft, wenn das Getriebe auf den Endanschlag fährt.
Überlastschutz nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Zahnrad (1) eine Nut (4) aufweist und an dem Federarm (6) ein Bolzen (5) vorgesehen ist, der in die Nut (4) eingreift.
Überlastschutz nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Zahnrad (1) ein Bolzen absteht, der vor dem Fahren des Getriebes auf Endanschlag auf den Federarm (6) trifft.
Überlastschutz nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Zahnrad (1) und der Federarm (6) aus Kunststoff hergestellt sind.
Überlastschutz nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Federarme (6) vorgesehen sind und jeder für eine Drehrichtung des Getriebes wirkt.
Überlastschutz nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass nur ein Federarm (6) vorgesehen ist und dieser für beide Drehrichtungen des Getriebes wechselseitig wirkt.
Überlastschutz nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebe ein Antriebszahnrad (1), ein Abtriebszahnrad (2) und eine Zahnstange (3) aufweist und der Federarm (6) mit dem Antriebszahnrad (1) zusammenwirkt.
Überlastschutz nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Antriebszahnrad (1) einen größeren Durchmesser als das Abtriebszahnrad (2) aufweist und der Federarm auf den Bereich des Antriebszahnrads (1) einwirkt, der außerhalb des Abtriebszahnrads (2) liegt.