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Anordnung zur Kraftübertragung mit Drehmomentbegrenzung in beiden
Dr ehrichtungen Die Erfindung bezieht sich auf einen verbesserten Aufbau einer Anordnung
zur Kraftübertragung mit Drehmomentbegrenzung in beiden Drehrichtungen und Betätigung
eines Schaltorgans mechanischer oder elektrischer Art beim Überschreiten des zulässiaen
Drehmoments.
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Es ist die Anordnung von Planetengetrieben im Kraftleitungszug von
Antriebs- und Abtriebswelle bekannt, wobei von der Antriebswelle der die Planetenräder
mit Laufsitz tragende Steg als Teil eines Stirnradgetriebes angetrieben wurde und
über die Planetenräder zwei an gleichachsig liegenden Wellen angeordnete Sonnenräder
antrieb, von denen jedoch jeweils je nach der Drehrichtung des Antriebs nur eines
in Umlauf gesetzt werden konnte, weil jeweils gleichzeitig über ein Schneckengetriebe
und eine Bremse das andere selbsttätig festgebremst wurde, so daß es nur noch als
abstützende Laufbahn für die Planetenräder wirksam war, welche über das zugehöriae
Sonnenrad die andere Antriebswelle antrieben.
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Bei einem bekannten stufenlos regelbaren Getriebe mit Kraftverzweigung
und Wiedervereinigung durch je ein Ausgleichsgetriebe und einer den beiden aus Zahnradgetrieben
bestehenden Zweigen überlagerter Drehzahlregelung sind die beiden Zweigstellen durch
ein. einziges stufenloses Übersetzungsgetriebe aus zwei Paaren von konischen, mit
ihren Laufflächen für die Triebkette einander zugewandten und axial gegeneinander
steuerbaren Scheiben, also solcher Bauart verbunden, daß dieses Getriebe stets ein
bestimmtes Drehzahlverhältnis der beiden. Zweigstellen sichert. Bei dieser bekannten
Anordnung ist keine Überwachungseinrichtung gegen ein Überschreiten des zulässiger
Drehmoments vorhanden.
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Bekannt ist weiterhin eine Überlastungskupplung zwischen umlaufenden
Wellen mit einstellbarer Drehmomentbearenzung für beide Drehrichtungen, wobei in
Kanälen der Antriebskupplungshälfte gelagerte Kugeln unter der Wirkung von Druckfedern
in die Pfannen eines drehbar an dieser Kupplungshälfte gehaltenen Ringes gepreßt
werden, der über eine radiale Verzahnung im Eingriff mit einer Gegenverzahnung an.
einer auf der Abtriebswelle be-
festigten Gegenkupplunasscheibe ist. Die genannte
Kupplungshälfte trägt außerdem einen konzentrischen Ring. Bei Drehmomentüberschreitung
und dadurch hervorgerufenen axialen Verschiebungen der Kugeln entgegen den auf sie
wirkenden Druckfedern werden zugleich auch eine oder mehrere parallel zur Achse
der Kupplung verschiebbare Kugelreihen verschoben. Diese wirken auf die schräge
Endfläche je eines radial in bezug auf die Kupplungsachse verschiebbaren Nasenbolzens,
so daß der genannte Ring in der jeweiligen. Drehrichtung über diese Nasenbolzen
mitgenommen wird. Wenn die Nase dieses Bolzens zwischen zwei ortsfesten, in bezug
auf den Umlauf der Kupplung tangential geführten Anschlägen liegt, kann jenen Ring
zur Betätigung eines Schalters für den Stromkreis eines Elektromotors, für die Verstellung
eines Steuerhebels einer Kupplung oder auch im Falle eines als Antriebsmotor dienenden
Verbrennungsmotors für die Unterbrechung des Zündkreises dieses Motors benutzt werden.
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Der Auslauf dieser Überlastungskupplung für ihre drehmomentabhängige
Lösung erfolgt über Kugelrastsysteme zur Änderung der in beiden Drehrichtungen übertragenen
zulässigen Drehmomente. Für voneinander abweichende Werte muß eine Vielzahl von
Einsätzen verstellt werden, und außerdem sind diese dabei funktionell aneinandergebunden,
da eine gemeinsame, auf ihren Umfang in ihrer Neigung sich ändernde Mantelfläche
für die Einstellung der zulässigen Drehmomente in beiden entgegengesetzten Umlaufrichtungen
dienen soll.
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Kugelrastkupplungen in einem Kraftleitunaszug sind außerdem technisch
nicht vorteilhaft bei hohen Drehzahlen.
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Bei einer bekannten Lamellenkupplung zwischen Kraftübertragungswellen
mit selbsttätiger Ausrückung eines axial verschiebbaren Kupplungsgliedes bei Überschreitung
eines durch eine Federspannung festgelegten Drehmoments sitzt auf einer auf der
getriebenen Welle festgekeilten Buchse vor- und rückschraubbar eine mit dem Kuppelglied
verbundene, jedoch von dessen Drehbewegung unabhängige Hülse. Diese Hülse wird bei
Überschreiten des zulässigen
Drehmoments und dem damit erfolgenden
Zurückbleiben der getriebenen Welle in ihrem Umlauf gegenüber demjenigen des Motors
oder bei einem plötzlichen Stehenbleiben der Welle selbsttätig zurückgeschraubt
und nimmt dabei das mit ihr verbundene Kuppelglied entgegen der Spannung der Druckfeder
der Kupplung in axialem Sinne mit und schaltet dadurch die Kupplung aus.
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Diese Anordnung muß der Bedienende jeweils nach jedem Ansprechen für
eine erneute Antriebs-und Überwachungsfunktion durch ein Zurückschrauben der Hülse
in Richtung des Kupplungsgliedes mittels einer Handradbedienung vorbereiten, und
sie enthält für gleiche Umlaufzahlen über eine Reibungskupplung im Kraftleitungszug
gekuppelte Wellen.
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Ziel der Erfindung ist die Schaffung einer solchen Kraftübertragung
zwischen umlaufenden Teilen, in der das Übersetzungsverhältnis der Umlaufzahlen
von Antriebswelle und Abtriebswelle entsprechend den zu beherrschenden Bedingungen
wählbar ist, obwohl in beiden zueinander entgegengesetzten Antriebs- bzw. Umlaufrichtungen
eine einwandfreie Überwachung der Größe des Drehmoments und damit eine Drehmomentbegrenzung
wirksam ist, die dabei in verschiedenen Umlaufrichtungen abweichend gewählt werden
kann. Die Kraftübertragung soll im Kraftleitungsweg dabei nicht von einer Reibungskupplung
und deren bei verschiedenen atmosphärischen bzw. Umgebungsbedingungen meist schwankendem
Reibwert abhängig sein. Ferner soll nach einer Drehmomentbegrenzung und einem nunmehrigen
Einschalten des Antriebs für die entgegengesetzte Richtung zu derjenigen des vorausgegangenen
Kraftübertragungsvorganges die Kraftübertragung selbsttätig wieder in Gang kommen
unter selbsttätiger Vorbereitung der jeweils nunmehr für die neue Antriebsrichtung
wirksamen Drehmomentüberwachungseinrichtung.
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Zur Lösung dieser vorstehend aufgezeichneten Aufgabe ist erfindungsgemäß
für die Kraftübertragung ein Planetengetriebe vorgesehen, in welchem die Kraftleitung
über dessen Laufräder erfolgt, dessen die Achsen der Laufräder führender Stegteil
einerseits kraftschlüssig über eine Lamellenreibungskupplung mit dem Waagebalkensystem
einer Drehmomentenwaage verbunden ist und der andererseits als Anteil einer Steuereinrichtung
dieser Kupplung beim Schlüpfen derselben den Antrieb eines Schraubentriebs für die
Lüftung der Kupplung und die gleichzeitige Herbeiführung eines Steuervorganges für
das Stillsetzen der Antriebswelle bzw. des Antriebsmotors bildet.
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Zur näheren Erläuterung der Erfindung an Hand eines Ausführungsbeispiels
wird nunmehr auf die F i g.1 bis 6 der Zeichnung Bezug genommen. Von diesen zeigt
F i g.1 einen Längsschnitt, F i g. 2 einen Querschnitt, während F i g. 3 bis 6 ein
in dem Ausführungsbeispiel benutztes Stelzensystem in verschiedenen Betriebslagen
veranschaulichen.
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Der Motor 1 arbeitet über eine Welle 47 auf ein Ritzel 48 eines Planetengetriebes
32. Dieses ist in einem Träger 33 gelagert, der mit einer Nabe
40
ausgeführt und seinerseits um die Abtriebswelle 46 verschwenkbar ist. Er
steht mit einer Kupplung 34 in Verbindung, mit deren Hilfe er mit einem Anschlag
35 gekuppelt werden kann. Der Anschlag 35 ist ebenso wie der Träger 33 um .die Achse
des ganzen Systems verschwenkbar. Wie insbesondere aus F i g. 2 zu ersehen ist,
stützt er sich an Federn 36 ab, die ihn mit Hilfe von verschiebbaren Kolben 31 in
seiner Mittellage halten.
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Das von dem Motor ausgeübte Moment wird über die Räder des Planetensystems
32 an dem Träger 33 abgestützt, so daß der Träger und damit der Anschlag 35 je nach
der Drehrichtung an eine der Federn 36 gedrückt wird. Dadurch wird er etwas aus
seiner Mittellage heraus bewegt, wobei die eine der Federn 36 zusammengedrückt wird.
Die Kupplung 34 ist hierbei als Lamellenkupplung ausgeführt, von der ein Teil mit
dem Träger 33 fest verbunden ist. Der zweite Teil wird von einem Ringkörper 49 gebildet,
der den erwähnten Anschlag 35 trägt. An diesem Ringkörper liegen Stelzen 39 an,
die in den F i g. 3 bis 6 herausgezeichnet sind. Diese Stelzen stellen ein etwa
V-förmiges Element dar, das mit Hilfe von Federn 50 in zwei Nuten 51 des Ringkörpers
49 gezogen wird. Auf der anderen Seite liegt an den Stelzen 39 ein Ring 38 an, der
von einem zweiarmigen Hebel52 getragen wird. Dieser steht unter dem Einfiuß einer
Feder 37, deren Kraft über den Ring 38 und die Stelzen 39 auf den Ring 49 übertragen
wird, so daß die Lamellenkupplung zusammengedrückt und dadurch eine starre Kupplung
zwischen dem Träger 33 und dem Anschlag 35 hergestellt wird.
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Sobald die Ausschwenkbewegung der Teile 33, 35, 49 und der von diesen
mitgezogenen Stelzen 39 ein bestimmtes Maß überschreitet, kommt die Stelze aus dem
Bereich der Rolle 38 heraus, so daß sie, wie in den F i g. 4 und 5 gezeigt ist,
auskippt und dadurch die Kupplung löst. Dadurch wird der Träger 33 und damit das
gesamte Planetensystem 32 freigegeben, so daß es umlaufen kann. Auf der Nabe 40
des Trägers 33 ist ein Gewinde eingeschnitten, auf das eine Mutter 43 aufgeschraubt
ist. Diese Mutter 43 ist mit Hilfe von Bolzen 42 an dem Gehäuse 41 des Getriebes
derart abgestützt, daß sie sich nicht drehen, jedoch in Achsrichtung bewegen kann.
Wenn sich also nun infolge der Lösung der Kupplung der Träger 33 dreht, so wird
durch die Relativbewegung die Mutter 43 in Achsrichtung je nach der Drehrichtung
verschoben. Die Mutter ist an ihrer Außenfläche zu einer Steuerkurve 53 geformt,
die auf den zweiten Arm des zweiarmigen Hebels 52 wirkt. Auf diese Weise wird bei
der Verschiebung der Mutter die Feder 37 zusammengedrückt und dadurch der Ring 38
abgehoben, so daß sich die Stelze unter der Wirkung der Feder 50 wieder aufrichten
kann, wie dies in F i g. 6 gezeigt ist. Die Kupplung 34 wird jedoch hierbei noch
nicht eingerückt. Bei weiterer Bewegung bewirkt die Mutter 43 eine Verstellung eines
Gestänges 44, wodurch ein Schalter 45 betätigt wird.
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Die Länge der Gewinde in den Teilen 40 und 43
ist begrenzt,
so daß die Gewinde nach einigen Umdrehungen auseinanderlaufen und dann keine weitere
Axialverschiebung mehr eintritt. Wenn der Motor in umgekehrter Drehrichtung wieder
eingeschaltet wird, so wird die Mutter mit Hilfe einer nicht gezeigten Hilfsfeder
wieder mit dem Gewinde der Nabe 40 in Eingriff gebracht, so daß die Vorgänge
in umgekehrtem Sinne wieder ablaufen, bis durch die Wirkung der nunmehr freigegebenen
Feder 37
über die inzwischen aufgerichteten Stelzen 49 die Kupplung
34 wieder eingerückt wird. Die Antriebskraft des Motors mit der durch das Getriebe
bestimmten über- oder Untersetzung kann dann über die Antriebswreue 46 an den Verbraucher
weiterge_ geben werden Unter Umständen tann es auch vorteilhaft sein, von der Bewegung
der Mutter 43 beiüber die Bewegung des Hebels 52 noch eine weitere Kupplung zu betätigen,
die die Antriebsweile 46 an lem Gehäuse 41 festbremst, so daß der angetriebene Teil
rasch zum Stillstand kommmt.
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Es ist auch möglich, für die beiden Arbeitsrichtungen getrennte Betätigung-
bzw. Signalelemente vorzusehen, wohei an transversal bewegten Teilen je in einer
Richtung je ein Anschlag für das entsprechende Signalelement angeordnet wird. Bei
Anordnungen, bei denen ein Element in der einen Richtung bei beiden Bewegungsrichtungen
angehoben wird, kann hier eine besondere Verriegelung vorgesehen werden, die eine
Betätigung verhindert, falls gleichzeitig auch durch ein nach unten bewegtes Element
eine Betätigung des anderen Elementes erfolgen könnte. Dies kann durch elektrische
Verriegelung der Kontakte durchgeführt werden oder auch dadurch, daß die Übertragung
der Bewegung auf das Signalelement nicht unmittelbar, sondern über Zwischenelemente
erfolgt, die gegebenenfalls eine Feder freigeben, oder Sperren, die erst ihrerseits
die Bewegung des Signalelementes hervorruft. Man kann auf solche Art auch nach Bedarf
einer Drehrichtung eine Vorzugsstollung geben.