DE3528156C2 - Zahnstangengeber mit Selbsthemmung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Zahnstangengeber mit Selbsthemmung, welcher ein in einem Gehäuse angeordnetes, mittels eines Verstellhebels betätigbares Zahnrad und eine mit dem Zahnrad kämmende Zahnstange aufweist, an die ein Betätigungszug angelenkt ist.

Derartige Zahnstangengeber werden als Geber, d. h. als Mittel zur Eingabe eines Stellweges, immer dort verwendet, wo über ein Gestänge, über ein Zug-Druck-Kabel o. dgl. die Fernbetätigung eines Stellgliedes bewirkt werden soll.

Aus der US-PS 30 08 346 ist ein Hebelgeber mit einer Bremseinrichtung bekannt, welcher einen auf einem Zapfen verdrehbaren Hebelarm und einen diametral dazu angeordneten Lastarm aufweist, an welchem ein Seilzug o. dgl. angelenkt ist. Die Bremseinrichtung besitzt einen auf einer kreisförmigen Schiene gleitenden Gleitschuh, welcher sich bei Verdrehen des Hebelarms in Mitnahmestellung befindet. Wird dagegen über den Lastarm ein Lastmoment in den Hebelgeber eingeleitet, so bewirkt der Lastarm eine Kippbewegung des Gleitschuhes, wodurch ein federbelastetes Reibelement in Wirkstellung mit der Gleitschiene tritt und ein Bremsmoment erzeugt. Nachteilig bei dem bekannten Hebelgeber ist, daß der Hebelarm in einer geraden Verlängerung der Anlenkung des Betätigungszuges angeordnet sein muß, um eine Lastmomentsperre aufzubauen. Die Einbaumöglichkeiten an Maschinen sind damit begrenzt. Darüber hinaus ist der bekannte Hebelgeber aufgrund seiner Lastmomentsperre und der Anzahl der Teile aufwendig der Konstruktion. Auch ist die Lastmomentsperre infolge ihrer Federbelastung einem erheblichen Verschleiß unterworfen. Zudem können aufgrund der relativ geringen Bremsfläche nur relativ kleine Bremsmomente erzeugt werden.

Davon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Zahnstangengeber mit Selbsthemmung anzugeben, welcher sich bei konstruktiv einfachem und kompaktem Aufbau durch ein relativ großes Bremsmoment bei Einleitung eines nehmerseitigen Lastmomentes auszeichnet und in seinen Einbaumöglichkeiten bzgl. der Stellung des Verstellhebels frei ist.

Diese Aufgabe wird durch einen Zahnstangengeber mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst. Besondere Ausführungsformen der Erfindung finden sich in den Unteransprüchen.

Gemäß diesen Merkmalen besteht die Erfindung darin, den Verstellhebel einerseits und das Zahnrad andererseits über eine Kupplung mit Spiel getrieblich miteinander zu kuppeln und mit dem Verstellhebel ein Bremsmittel zu gemeinsamer Drehung zu verbinden, das über ein Betätigungsmittel immer dann zur Bremsung aktiviert wird, wenn eine Relativbewegung zwischen dem Zahnrad und dem festen Verstellhebel eintritt, die von dem Zahnrad ausgeht. Durch die Verbindung des Verstellhebels mit dem Bremsmittel wird erreicht, daß keinerlei Bremsung auftritt, wenn vom Verstellhebel ausgehend über die Kupplung (nach Durchlaufen des Spiels) das Zahnrad verstellt wird. Tritt jedoch vom Stellglied bzw. Gestänge o. dgl. eine Rückwirkung auf das Zahnrad ein, so wirkt dabei das Betätigungsmittel auf das Bremsmittel ein, das dann seinerseits eine Bremsung bzw. Hemmung des gesamten Zahnstangengebers bewirkt. Man könnte daher den erfindungsgemäßen Zahnstangengeber auch als Zahnstangengeber mit Richthemmung bezeichnen. Der erfindungsgemäße Zahnstangengeber zeichnet sich durch ein relativ großes Bremsmoment bei Einleitung eines nehmerseitigen Lastmomentes auf den Hebelgeber aus. Durch die Anordnung einer Kupplung zwischen Verstellhebel und Zahnrad ist erreicht, daß die Stellung des Verstellhebels bzgl. des Abganges des Betätigungszuges bzw. der Stellung des Zahnrades beliebig ist. In konstruktiv besonders vorteilhafter Weise bedarf es außer der bei Zahnstangengeber sowieso vorhandenen Lagerstelle keiner weiteren Lagerung für die Bremseinrichtung. Darüber hinaus ist die erfindungsgemäße Bremseinrichtung relativ verschleißarm.

In der Zeichnung ist die Erfindung in einem Ausführungs­ beispiel dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1 schematisch die Einzelteile des Zahnstangen­ gebers in einer perspektivischen, auseinander­ gezogenen Darstellung.

Fig. 2 eine Ansicht des Zahnrades in Richtung des Pfeiles A der Fig. 1.

In Fig. 1 ist mit 1 die Zahnstange eines Zahnstangen­ gebers bezeichnet, die von einem Zahnrad verschoben wird, das im gezeigten Ausführungsbeispiel als Zahn­ radsegment 2 ausgebildet ist. Letzteres wird über ein Kupplungsteil 3 gedreht, das mit einem Verstellhebel 4 fest verbunden ist.

Die getriebliche Verbindung zwischen dem Verstell­ hebel 4 über das Kupplungsteil 3 mit dem Zahnradseg­ ment 2 ist am besten aus Fig. 2 zu erkennen. Aus dieser Figur ist ersichtlich, daß sowohl das Kupplungsteil 3 mit Klauen 3a, 3a′ versehen ist, als auch das Zahnrad­ segment 2 mit Klauen 2a. Diese Klauen greifen in der gezeigten Weise mit Spiel ineinander, so daß es sich bei dieser getrieblichen Verbindung um eine Klauenkupplung mit Spiel handelt.

In fertig montiertem Zustand durchgreift das Kupplungs­ teil 3 einen Bremsring 5, der in einem Bremstopf 6 gelagert ist, welcher in dem sonst nicht weiter dar­ gestellten Gehäuse 7 des Zahnstangengebers angeformt ist. Der Bremsring 5 besteht aus Gummi, Hartgummi, Kunststoff oder einem ähnlichen elastischen Material und hat einen Schlitz 8 in axialer Richtung. Er besitzt am Schlitz zwei nach innen vorgezogene Wülste 5a, hinter die in montiertem Zustand die beiden in der Darstellung oberen Klauen 3a′ des Kupplungs­ teiles 3 greifen.

Das Zahnradsegment 2 hat an seinem Umfang einen V-förmigen Ausschnitt 9, in den ein Steg 10 eingesetzt ist. Dieser Steg ist ein einfaches, im wesentlichen rechteckig geformtes Blechstück, das lose eingelegt ist und in dem V-Ausschnitt wie in einer Lagerstelle in Umfangsrichtung des Zahnradsegmentes 2 kippen kann. In montiertem Zustand greift dieser Steg in den Schlitz 8 des Bremsringes 5 ein.

Die Wirkungsweise dieser Bauelemente ist folgende:
Bei normaler Verstellung des Zahnstangengebers mittels des Verstellhebels 4 treffen nach Durchlaufen des vor­ gegebenen Spiels die Klauen 2a, 3a aufeinander und drehen das Zahnradsegment 2, das seinerseits die Zahn­ stange 1 mit dem daran angelenkten Gestänge 1a ver­ schiebt.

An dieser Drehbewegung nimmt auch der Bremsring 5 von Anfang an teil, und zwar wird er von den Klauen 3a′ mitgenommen, die farmschlüssig hinter die Wülste 5a greifen.

Während der Relativbewegung des Bremsringes 5 zum Zahnradsegment 2 am Beginn der Drehung - bis das Spiel durchlaufen ist - kippt der Steg 10 zwar in Drehrich­ tung und stellt sich etwas schräg. Dies führt jedoch zu keinem Auseinanderdrücken des Bremsringes 5, da dieser selbst an der Drehbewegung teilnimmt und daher der Schlitz 8 mit dem kippenden Vorderteil des Steges 10 mitwandert. Eine Verstellung des Zahnstangengebers vom Verstellhebel 4 her ist daher jederzeit ohne Auftreten einer Bremswirkung möglich.

Erfolgt jedoch eine Rückwirkung vom nichtgezeigten Stellglied über das Gestänge und die Zahnstange 1 auf das Zahnradsegment 2, d. h. wird versucht, vom Zahn­ radsegment 2 her den Geber zu verstellen, so dreht sich das Zahnradsegment 2 relativ zum Bremsring 5, wobei der Steg 10 ebenfalls gekippt wird. In diesem Falle wird die Kippung des Steges 10 aber nicht durch ein Mitwandern des Bremsringes 5 kompensiert. Der Brems­ ring 5 bleibt vielmehr stationär, so daß der Steg 10 im Schlitz 8 verkantet und den Bremsring 5 auseinander­ spreizt. Letzterer wird dadurch mit seiner Außenwand gegen die Innenwand des Bremstopfes 6 gedrückt. Dadurch erfolgt eine Bremsung bzw. Sperrung des gesamten Getriebes. Die Richtwirkung der Selbsthemmung in dem erfundenen Zahnstangengeber wird somit folgendermaßen erreicht:
In beiden Antriebsfällen, d. h. sowohl bei der Drehung des Getriebes vom Verstellhebel 4 her als auch bei der Drehung des Getriebes vom Zahnradsegment 2 her, stellt sich der Steg 10 schräg.

Beim Verstellen vom Verstellhebel 4 her führt dies jedoch nicht zu einem Auseinanderdrücken des Brems­ ringes 5. Der Bremsring 5 macht diese Drehbewegung vielmehr mit, er weicht quasi der Schrägstellung des Steges 10 aus und wird daher von diesem nicht gespreizt.

Beim Verstellen des Getriebes vom Zahnradsegment 2 her bleibt der Bremsring 5 jedoch stehen, so daß er von dem sich schräg stellenden Steg 10 auseinander­ gedrückt wird und durch seine Anlage am Topf 6 jede Drehung sperrt.

Claims (3)

1. Zahnstangengeber mit Selbsthemmung, welcher ein in einem Gehäuse angeordnetes, mittels eines Verstellhebels (4) betätigbares Zahnrad (2) und eine mit dem Zahnrad (2) kämmende Zahnstange (1) aufweist, an die ein Betätigungszug (1a) angeschlossen ist, wobei der Verstellhebel (4) und das Zahnrad (2) mittels einer zweigeteilten Klauenkupplung (2a; 3a) mit Spiel getrieblich zu gemeinsamer Drehung miteinander verbunden sind, wobei ein geschlitzter Bremsring (5) mit dem verstellhebelfesten Kupplungsteil (3) zu gemeinsamer Drehung formschlüssig verbunden ist und sich in den Schlitz (8) des Bremsringes (5) ein mit dem zahnradfesten Kupplungsteil (2a) getrieblich verbundenes Betätigungselement (10) erstreckt, welches bei einer Relativbewegung des Zahnrades (2) zum feststehenden Verstellhebel (4) bzw. zum verstellhebelfesten Kupplungsteil (3) den Bremsring (5) unter Anpressen gegen einen äußeren Bremstopf (6) auseinanderspreizt.

2. Zahnstangengeber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Betätigungselement als Steg (10) ausgebildet ist, der sich aus dem Zahnrad (2) bzw. aus dem zahnradfesten Kupplungsteil (2a) in Achsrichtung in den Schlitz (8) des Bremsringes (5) erstreckt und im Zahnrad (2) in einer V-förmigen Ausnehmung (9) in Umfangsrichtung des Zahnrades (2) kippbar gelagert ist.

3. Zahnstangengeber nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Bremsring aus Gummi, Hartgummi, Kunststoff oder einem ähnlichen elastischen Werkstoff besteht.