DE4311355C2 - Schneckengetriebe - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Schneckengetriebe mit einer Si­ cherheitskupplung zur Begrenzung des übertragbaren Drehmomen­ tes in der einen Drehrichtung (Vorlauf) des Schneckenrades, wobei die Sicherheitskupplung auf der die Schnecke tragenden Welle (Schneckenwelle) sitzt und auch in der entgegenge­ setzten Drehrichtung (Rücklauf) des Schneckenrades die Über­ tragung eines Drehmomentes zuläßt.

Eine derartige Ausführungsform läßt sich der DE 34 12 338 C2 entnehmen. Hier ist die Schnecke einteilig mit der sie tra­ genden Welle ausgebildet. Antriebsseitig ist auf der Schnec­ kenwelle eine Rutschkupplung vorgesehen, die eine mit wenig­ stens einer Ausnehmung versehene Mutter aufweist, die über eine Feder mit einem Druckring für das kraftübertragende Teil der Rutschkupplung im Eingriff steht. In Richtung auf die Mutter ist ein federbeaufschlagter, von außen lösbarer Arre­ tierstift zum Eingriff mit der Ausnehmung vorgesehen. Auf dem der Rutschkupplung abgewandten Ende der Schneckenwelle ist eine elektromagnetisch lüftbare Federdruckbremse nach außen abgedichtet angeordnet. Die Federvorspannung ist über die genannte Mutter einstellbar.

Aus der US 3,339,426 ist es bekannt, bei einem Schneckenge­ triebe in der einen Drehrichtung die Übertragung eines höhe­ ren Drehmomentes zuzulassen als in der anderen Drehrichtung. Dies wird erreicht durch Betätigung eines Schalters, mit dem der Antriebsmotor ggf. ausgeschaltet wird.

Durch offenkundige Vorbenutzung bekannt ist ein Schneckenge­ triebe, bei dem die Sicherheitskupplung auf der die Abtriebs­ welle bildenden Schneckenradwelle angeordnet ist. Die Kupp­ lung besteht aus zwei Reibflächen, die zwischen dem Schnec­ kenrad und beidseitig angeordneten Wellenringen liegen. Letz­ tere sind über Paßfedern mit der Antriebswelle verbunden und lassen sich mit dem Schneckenrad durch eine Tellerfeder ver­ spannen. Die Vorspannung der Tellerfeder und somit das über­ tragbare Drehmoment werden durch eine Wellenmutter einge­ stellt. Bei Überschreiten des übertragbaren Drehmomentes rutscht das Schneckenrad auf den Reibflächen durch; die Ab­ triebswelle steht still.

Bei dieser vorbekannten Ausführungsform ist in der entgegen­ gesetzten Drehrichtung die Übertragung eines höheren Drehmo­ mentes gefordert. Für die Erfüllung dieser Forderung ist zwi­ schen Schneckenrad und Abtriebswelle ein Freilauf eingebaut, der eine Sperre zwischen Schneckenrad und Abtriebswelle bil­ det. In dieser entgegengesetzten Drehrichtung wird ein höhe­ res Moment übertragen, während in der zuerst genannten Dreh­ richtung der Freilauf freiläuft, so daß hier nur das einge­ stellte Moment der Kupplung übertragen wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das eingangs be­ schriebene Schneckengetriebe konstruktiv und wirkungsmäßig zu verbessern.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch folgende Merkma­ le gelöst:

• a) Die Sicherheitskupplung läßt im Rücklauf die Übertragung eines höheren Drehmomentes zu;
• b) die Sicherheitskupplung überträgt das in die Schneckenwelle eingeleitete Drehmoment auf die frei dreh­ bar und axial verschiebbar auf der Schneckenwelle ange­ ordnete Schnecke;
• c) die Sicherheitskupplung umfaßt eine mit der Schnecke in Drehverbindung stehende, gegenüber der Schneckenwelle frei drehbare Reibscheibe, die zwischen zwei über eine federelastische Kraft gegeneinander verspannbaren, mit der Schneckenwelle in Drehverbindung stehenden, Mitneh­ merscheiben angeordnet ist;
• d) die Schnecke stützt sich im Vorlauf mit ihrer einen Stirnseite direkt oder indirekt an einem Widerlager und im Rücklauf mit ihrer gegenüberliegenden Stirnseite an einem die federelastische Kraft erhöhenden Bauteil der Sicherheitskupplung ab.

Weitere Merkmale der Erfindung sind Gegenstand der Unteran­ sprüche. Die Erfindung wird in Verbindung mit weiteren Vorteilen und anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert.

Gegenüber der eingangs beschriebenen vorbekannten Konstruktion weist das erfindungsgemäße Schneckengetriebe im wesentlichen folgende Vorteile auf:
Die unterschiedlichen, im Vor- und Rücklauf zu übertragenden Drehmomente werden durch die aus der Schneckenverzahnung re­ sultierende Axialkraft ermöglicht. Die Kupplung braucht nur ein geringeres Drehmoment zu übertragen, so daß die Federvor­ spannung der Tellerfeder kleiner gewählt werden kann. Es er­ gibt sich ein geschlossenes Kräftesystem ohne zusätzliche La­ gerbelastung. Auf den störanfälligen Freilauf kann vollständig verzichtet werden. Ein kurzfristiges Überschreiten der Nenn­ last verkraftet die erfindungsgemäße Sicherheitskupplung pro­ blemlos.

In der Zeichnung ist eine als Beispiel dienende Ausführungs­ form der Erfindung im Längsschnitt dargestellt.

Das im Ausschnitt dargestellte Schneckengetriebe weist eine mit einem Ritzel 1 bestückte Schneckenwelle 2 auf, auf der frei drehbar und axial verschiebbar eine Schnecke 3 sitzt, die über eine ebenfalls gegenüber der Schneckenwelle frei drehbare Paßfeder 4 in Drehverbindung steht mit einer Reibscheibe 5. Diese Reibscheibe 5 sitzt mit ihrer Nabe 5a ebenfalls frei drehbar auf der Schneckenwelle 2 und ist zwischen zwei Mitneh­ merscheiben 6, 7 angeordnet.

Die der Schnecke 3 benachbarte (erste) Mitnehmerscheibe 6 ist als Kupplungsgehäuse 8 ausgebildet, das mit einer Nabe 8a die Nabe 5a der Reibscheibe 5 übergreift und in axialer Richtung gegenüber der Schnecke 3 etwas überragt und über Zylinderstif­ te 9 in Drehverbindung steht mit der der Schnecke 3 abgewand­ ten (zweiten) Mitnehmerscheibe 7. Letztere steht über eine Paßfeder 10 in Drehverbindung mit der Schneckenwelle 2, ist dieser gegenüber axial verschiebbar und stützt sich auf ihrer der Reibscheibe 5 abgewandten Seite in axialer Richtung an einem Sicherungsring 11 der Schneckenwelle 2 ab.

Die zweite Mitnehmerscheibe 7 wird auf ihrer der Reibscheibe 5 abgewandten Seite von Tellerfedern 12 beaufschlagt, die auf einen Nabenabschnitt der zweiten Mitnehmerscheibe 7 aufgescho­ ben, radial außen von dem Kupplungsgehäuse 8 übergriffen und in axialer Richtung beaufschlagbar sind durch eine auf das Kupplungsgehäuse 8 aufschraubbare Gehäusemutter 13. Diese Ge­ häusemutter 13 ermöglicht eine Justierung der Federvorspannung von außen.

Die Teile 5 bis 13 bilden eine Sicherheitskupplung.

Auf der der Sicherheitskupplung abgewandten Seite stützt sich die Schnecke 3 stirnseitig an einem Lagergehäuse 14 eines Axi­ allagers 15 ab. Ferner zeigt die Figur das mit der Schnecke 3 im Eingriff stehende Schneckenrad 16, für das mit Pfeilen Vor- und Rücklauf angegeben sind.

Das Drehmoment wird über das Ritzel 1 in die Schneckenwelle 2 eingeleitet und über die Paßfeder 10 auf die zweite Mitnehmer­ scheibe 7 übertragen, die über die Zylinderstifte 9 form­ schlüssig mit dem Kupplungsgehäuse 8 verbunden ist. Durch An­ ziehen der Gehäusemutter 13 üben die Tellerfedern 12 eine axiale Druckkraft auf die zweite Mitnehmerscheibe 7 und damit auf die Reibscheibe 5 aus. Die Größe dieser Anpreßkraft ist mit Hilfe der Gehäusemutter 13 einstellbar. Diese Anpreßkraft ermöglicht die Weiterleitung des Drehmomentes auf die Reib­ scheibe 5 und somit über die Paßfeder 4 auf die Schnecke 3.

Übersteigt das Moment an der Schnecke 3 das über die Gehäuse­ mutter 13 eingestellte Drehmoment, rutscht die Reibscheibe 5 zwischen den beiden Mitnehmerscheiben 6, 7 durch; die Sicher­ heitskupplung ist in diesem Fall angesprungen.

Im Vorlauf stützt sich die Schnecke 3 aufgrund der aus der Schneckenverzahnung wirkenden Kräfte über das Lagergehäuse 14 am Axiallager 15 ab. Hierdurch ist eine reibungsarme Relativ­ bewegung zwischen Schnecke 3 und Schneckenwelle 2 gewährlei­ stet.

Wird die Drehrichtung des Systems geändert (Rücklauf), legt sich die Schnecke 3 stirnseitig an der Nabe 8a des Kupplungs­ gehäuses 8 an. Die zweite Mitnehmerscheibe 7 wird axial gegen den Sicherungsring 11 gedrückt. Die auf die Reibscheibe 5 wir­ kende Anpreßkraft wird nun durch die aus der Schneckenverzah­ nung wirkenden Kräfte erhöht, die proportional dem zu übertra­ genden Drehmoment sind. Die Anpreßkraft wird somit um so grö­ ßer, je höher das zu übertragende Drehmoment ist.

Durch die Wahl des Reibradius kann in Verbindung mit den Reib­ partnern in der Sicherheitskupplung das übertragbare Drehmo­ ment verändert werden. Dabei kann der Reibradius auch so groß gewählt werden, daß die Sicherheitskupplung im Rücklauf gar nicht durchrutscht.

Aufgrund der geschlossenen Bauweise der Sicherheitskupplung ist für diese eine Ölkühlung in einfacher Weise möglich.

Claims (9)

1. Schneckengetriebe mit einer Sicherheitskupplung (5-13) zur Begrenzung des übertragbaren Drehmomentes in der ei­ nen Drehrichtung (Vorlauf) des Schneckenrades (16), wobei die Sicherheitskupplung (5-13) auf der die Schnecke (3) tragenden Welle (Schneckenwelle 2) sitzt und auch in der entgegengesetzten Drehrichtung (Rücklauf) des Schnecken­ rades (16) die Übertragung eines Drehmomentes zuläßt, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

• a) Die Sicherheitskupplung (5-13) läßt im Rücklauf die Übertragung eines höheren Drehmomentes zu;
• b) die Sicherheitskupplung (5-13) überträgt das in die Schneckenwelle (2) eingeleitete Drehmoment auf die frei drehbar und axial verschiebbar auf der Schneckenwelle (2) angeordnete Schnecke (3);
• c) die Sicherheitskupplung (5-13) umfaßt eine mit der Schnecke (3) in Drehverbindung stehende, gegenüber der Schneckenwelle (2) frei drehbare Reibscheibe (5), die zwischen zwei über eine federelastische Kraft gegeneinander verspannbaren, mit der Schnec­ kenwelle (2) in Drehverbindung stehenden, Mitneh­ merscheiben (6, 7) angeordnet ist;
• d) die Schnecke (3) stützt sich im Vorlauf mit ihrer einen Stirnseite direkt oder indirekt an einem Wi­ derlager (15) und im Rücklauf mit ihrer gegenüber­ liegenden Stirnseite an einem die federelastische Kraft erhöhenden Bauteil der Sicherheitskupplung (5- 13) ab.

2. Schneckengetriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß die federelastische Kraft einstellbar ist und zwar vorzugsweise von außen.

3. Schneckengetriebe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß zum Aufbringen der federelastischen Kraft Tellerfedern (12) vorgesehen sind.

4. Schneckengetriebe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeich­ net, daß die Beaufschlagung der Tellerfedern (12) über eine Gehäusemutter (13) erfolgt, die auf ein Kupplungs­ gehäuse (8) aufschraubbar ist.

5. Schneckengetriebe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeich­ net, daß das Kupplungsgehäuse (8) die eine Mitnehmer­ scheibe (6) bildet.

6. Schneckengetriebe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeich­ net, daß das Kupplungsgehäuse (8) die Reibscheibe (5), die zweite Mitnehmerscheibe (7) sowie die Tellerfedern (12) umschließt.

7. Schneckengetriebe nach Anspruch 4, 5 oder 6, dadurch ge­ kennzeichnet, daß sich die Schnecke (3) im Rücklauf stirnseitig an dem Kupplungsgehäuse (8) abstützt.

8. Schneckengetriebe nach Anspruch 5, 6 oder 7, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Kupplungsgehäuse (8) über Form­ schlußmittel wie z. B. Zylinderstifte (9) in Drehverbin­ dung steht mit der anderen Mitnehmerscheibe (7).

9. Schneckengetriebe nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß sich die von der Schnecke (3) abgewandte Mitnehmerscheibe (7) an einem Sicherungsring (11) der Schneckenwelle (2) axial ab­ stützt.