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    Eine Vorrichtung zur automatischen Änderung eines Untersetzungsverhältnisses umfasst ein Planetengetriebe (26) mit einem Sonnenrad (20), Planetenrädern (22) und einer Innenverzahnung (24). Wenn eine Last, die ein festgelegtes Drehmoment überschreitet, auf die Innenverzahnung (24) aufgebracht wird, tritt eine Klinke (60) eines Verriegelungshebels (54a, 54b) in Eingriff mit einem Zahngesperre (14) eines Gehäuses (16), um die Drehung der Innenverzahnung (24) anzuhalten und die Innenverzahnung (24) zu verriegeln. Wenn ein verschiebbares Element (62a, 62b) eines Stellgliedes (66) von einer Auswärtsrichtung zu einer Einwärtsrichtung verschoben wird, wird die Drehung eines Motors (61) umgekehrt, und eine Eingangswelle (28) und ein Kurvenstück (24) werden in entgegengesetzter Richtung gedreht, um den verriegelten Zustand freizugeben. Dementsprechend wird das Getriebeuntersetzungsverhältnis, das von einer Abtriebswelle (36) zu dem Stellglied (66) übertragen wird, automatisch umgeschaltet.
    公开号:DE102004005367A1
    申请号:DE200410005367
    申请日:2004-02-03
    公开日:2004-08-26
    发明作者:Motohiro Sotome；Seiji Tomita
    申请人:SMC Corp；
    IPC主号:F16H3-44
    专利说明:
    [0001] Die vorliegende Erfindung beziehtsich auf eine Vorrichtung zur automatischen Änderung des Untersetzungsverhältnisses,die es ermöglicht,die Getriebeuntersetzung (Verringerung der Drehzahl oder Geschwindigkeit),welche von einer Abtriebswelle mit Hilfe eines Planetengetriebes,einer Innenverzahnungsverriegelung und eines Innenverzahnungsverriegelungslösemechanismusauf ein verschiebbares Element übertragenwird, automatisch zu ändern.
    [0002] Eine Mutternanziehmaschine, die einautomatisches Befestigungswerkzeug für Schrauben mit bspw. Mutternund Bolzen ist, ist als Vorrichtung bekannt, bei der ein Getriebeuntersetzungsverhältnisänderungsmechanismuseingesetzt wird.
    [0003] Eine derartige Mutternanziehmaschineumfasst ein Sonnenrad und Planetenräder. Das Sonnenrad und diePlanetenräder,die als ein erster Geschwindigkeitsreduzierabschnitt dienen undein Planetengetriebe bilden, sind an einem Ende einer Antriebswelleeines Druckluftmotors vorgesehen. Eine erste Abtriebswelle, dieintegral mit den Planetenräderndes Geschwindigkeitsreduzierabschnitts verbunden ist, hat eine reduzierteDrehzahl, so dass ihr Ausgangsdrehmoment groß ist. Die Mutternanziehmaschineumfasst außerdemzweite und dritte Geschwindigkeitsreduzierabschnitte, die jeweilsebenfalls einen Planetengetriebemechanismus aufweisen. Die zweitenund dritten Geschwindigkeitsreduzierabschnitte sind mit dem erstenGeschwindigkeitsreduzierabschnitt verbunden, um die Geschwindigkeitweiter zu reduzieren. Dementsprechend wird an einer Mutternfestziehbuchse,die an einer Antriebswelle des dritten Geschwindigkeitsreduzierabschnittesangebracht ist, ein hohes Drehmoment erzeugt. Dadurch kann die Muttermit dem hohen Ausgangsdrehmoment festgezogen werden.
    [0004] Die japanische PatentoffenlegungNr. 9-295278, die sich auf eine oben beschriebene Mutternanziehmaschinebezieht, beschreibt bspw. folgendes System. Eine Innenverzahnung,die in einen Planetengetriebemechanismus als Geschwindigkeitsreduzierabschnittintegriert ist, ist drehbar. Außerdemist an der Innenverzahnung ein Kupplungsabschnitt angeordnet, indem eine Abtriebswelle und die Innenverzahnung gemeinsam gedrehtwerden, wenn auf die Abtriebswelle keine Last aufgebracht wird.Wird auf die Abtriebswelle Last aufgebracht, so wird die Drehungder Innenverzahnung angehalten und die Abtriebswelle durch den Kupplungsabschnitt mitreduzierter Geschwindigkeit gedreht.
    [0005] Wird jedoch das in der japanischenPatentoffenlegung Nr. 9-295278 beschriebene technische Konzept bspw.bei einem Stellglied angewandt, welches hin und her läuft, bspw.einer Kolbenstange eines Fluiddruckzylinders oder einem Gleitereines Linearstellgliedes, kann das Untersetzungsverhältnis nichtumgeschaltet oder geändertwerden, auch wenn der Druckluftmotor umgeschaltet wird, da es nichtmöglichist, die erfasste Walze zu lösen.In dieser Situation kann die Kolbenstange oder der Gleiter, welcheentlang der auswärtsgerichteten Strecke verschoben wurden, anschließend nicht mehr mit hoher Geschwindigkeitin Einwärts-oder Rückwärtsrichtungverschoben werden.
    [0006] Somit tritt folgendes Problem auf:Nachdem die Drehung der Innenverzahnung angehalten und das hoheDrehmoment an dem Hubende in Auswärtsrichtung erzeugt wurde,wird bei dem in der japanischen Patentoffenlegung Nr. 9-295278 beschriebenentechnischen Konzept die Verschiebung mit niedriger Geschwindigkeitin Einwärtsrichtungdurchgeführt,wobei die Drehung der Innenverzahnung angehalten bleibt, ohne dasGetriebeuntersetzungsverhältnisumzuschalten.
    [0007] Es ist daher Aufgabe der vorliegendenErfindung, eine Vorrichtung zur automatischen Änderung des Untersetzungsverhältnissesvorzuschlagen, die es ermöglicht,das Getriebeuntersetzungsverhältnis automatischumzuschalten, so dass ein Stellglied mit hoher Geschwindigkeit inEinwärtsrichtungverschoben werden kann, nachdem das in Auswärtsrichtung verschobene Stellgliedein hohes Drehmoment an dem Hubende der Verschiebung erzeugt hat.
    [0008] Diese Aufgabe wird mit der Erfindungim Wesentlichen durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. VorteilhafteAusgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
    [0009] Gemäß der vorliegenden Erfindungwerden ein Sonnenrad und eine Innenverzahnung in gleicher Drehrichtunggedreht, wenn ein verschiebbares Element eines Stellgliedes in Auswärtsrichtungverschoben wird. Wenn eine ein festgelegtes Drehmoment überschreitendeLast von dem Stellglied übereine Abtriebswelle auf die Innenverzahnung aufgebracht wird, sowird die Innenverzahnung, welche in der gleichen Richtung gedrehtwird wie das Sonnenrad, dann in einer Richtung gedreht, die sichvon der des Sonnenrades unterscheidet. Dementsprechend wird dieDrehung der Innenverzahnung durch einen Verriegelungsmechanismusangehalten und die Innenverzahnung ist verriegelt. Wenn die Innenverzahnungin dem verriegelten Zustand ist, wird das Ganguntersetzungsverhältnis, welches über dieAbtriebswelle übertragenwird, automatisch umgeschaltet oder geändert. Das verschiebbare Elementdes Stellgliedes wird bspw. an der Hubendposition der Auswärtsrichtungmit hohem Drehmoment und niedriger Geschwindigkeit verschoben.
    [0010] Wenn andererseits das verschiebbareElement des Stellgliedes von der Verschiebungsendposition der Auswärtsrichtungnach innen verschoben wird, wird die Polarität des einer Drehantriebsquelle zugeführten Stromesumgekehrt, das Sonnenrad in umgekehrter Richtung gedreht und dieInnenverzahnung aus dem verriegelten Zustand freigegeben. Daherwird das Untersetzungsverhältnis,welches von der Abtriebswelle auf das verschiebbare Element des Stellgliedes übertragenwird, automatisch umgeschaltet oder geändert, und das verschiebbareElement des Stellgliedes wird mit niedrigem Drehmoment und hoherGeschwindigkeit in Einwärtsrichtung (zurück) verschoben.
    [0011] Gemäß der vorliegenden Erfindungist es möglich,das Untersetzungsverhältnisentsprechend der nach außenoder innen gehenden Bewegungsrichtung des verschiebbaren Elementesdes sich wie oben beschrieben hin und her bewegenden Stellgliedesautomatisch zu ändern.
    [0012] Die Erfindung wird nachfolgend anhandvon Ausführungsbeispielenund der Zeichnung nähererläutert.Dabei bilden alle beschriebenen und/oder bildlich dargestelltenMerkmale fürsich oder in beliebiger Kombination den Gegenstand der Erfindung, unabhängig vonihrer Zusammenfassung in den Ansprüchen oder deren Rückbeziehung.
    [0013] 1 isteine perspektivische Ansicht einer Vorrichtung zur automatischen Änderungdes Untersetzungsverhältnissesgemäß einerersten Ausführungsformder vorliegenden Erfindung.
    [0014] 2 isteine perspektivische Explosionsdarstellung eines Planetengetriebemechanismusder Vorrichtung gemäß 1.
    [0015] 3 istein Vertikalschnitt durch die Vorrichtung gemäß 1.
    [0016] 4 isteine Seitenansicht, die eine Ursprungsposition einer Innenverzahnungund eines Sonnenrades zur Drehung im Uhrzeigersinn darstellt.
    [0017] 5 isteine Seitenansicht, in welcher die Innenverzahnung ausgehend vondem in 4 gezeigten Zustandentgegen dem Uhrzeigersinn gedreht wird.
    [0018] 6 isteine Seitenansicht, die einen verriegelten Zustand darstellt, inwelchem Verriegelungshebel ausgehend von dem in 5 gezeigten Zustand gedreht werden undKlinken mit einem Zahngesperreabschnitt in Eingriff stehen.
    [0019] 7 isteine Seitenansicht, die einen Zustand darstellt, in welchem dieKlinken der Verriegelungshebel von dem Zahngesperre beabstandet sind,um den verriegelten Zustand freizugeben.
    [0020] 8A–8D zeigen Vorderansichtenvon Zuständen,in denen ein Werkstückdurch ein Paar von Armen einer Klemmvorrichtung ergriffen wird und danndie Arme von dem Werkstückentfernt werden.
    [0021] 9 isteine Seitenansicht, die eine Ursprungsposition einer Vorrichtungzur automatischen Änderungdes Untersetzungsverhältnissesgemäß einerzweiten Ausführungsformder vorliegenden Erfindung darstellt.
    [0022] 10 isteine Seitenansicht, in welcher die Innenverzahnung ausgehend vondem in 9 gezeigten Zustandentgegen dem Uhrzeigersinn gedreht wird.
    [0023] 11 isteine Seitenansicht, die einen verriegelten Zustand darstellt, inwelchem Verriegelungshebel ausgehend von dem in 10 gezeigten Zustand gedreht werden undKlinken mit einem Zahngesperre in Eingriff stehen.
    [0024] 12 isteine vergrößerte perspektivische Ansichteines Verriegelungsfreigabemechanismus der Vorrichtung gemäß 9.
    [0025] 13 istein Längsschnitteiner Vorrichtung zur automatischen Änderung des Untersetzungsverhältnissesgemäß einerdritten Ausführungsformder vorliegenden Erfindung.
    [0026] 14 isteine schematische Seitenansicht einer Vorrichtung zur automatischen Änderungdes Untersetzungsverhältnissesgemäß einervierten Ausführungsformder vorliegenden Erfindung.
    [0027] 15 istein Vertikalschnitt durch die Vorrichtung gemäß 14.
    [0028] 16 isteine Seitenansicht, die einen verriegelten Zustand darstellt, inwelchem ein Verriegelungselement ausgehend von einer in 14 gezeigten Ursprungspositioneine Schwingbewegung beginnt und eine Klinke mit einem Außenumfangs-Zahngesperrein Eingriff tritt.
    [0029] 17 isteine Seitenansicht, in welcher die Klinke des Verriegelungselementesvon dem Außenumfangs-Zahngesperregetrennt ist, um den verriegelten Zustand freizugeben.
    [0030] 18 isteine schematische Seitenansicht einer Vorrichtung zur automatischen Änderungdes Untersetzungsverhältnissesgemäß einerfünften Ausführungsformder vorliegenden Erfindung.
    [0031] 19 isteine Seitenansicht, die einen Zustand darstellt, in welchem dieInnenverzahnung ausgehend von der in 18 gezeigtenUrsprungsposition entgegen dem Uhrzeigersinn gedreht wird.
    [0032] 20 isteine Seitenansicht, die einen verriegelten Zustand darstellt, inwelchem ein Verriegelungshebel ausgehend von dem in 19 dargestellten Zustand gedreht wirdund eine Klinke mit einem Zahngesperre in Eingriff tritt.
    [0033] 21 isteine Seitenansicht, die einen Zustand darstellt, in welchem dieKlinke des Verriegelungshebels von dem Zahngesperre getrennt ist,um den verriegelten Zustand freizugeben.
    [0034] 22 isteine Seitenansicht, in welcher der verriegelte Zustand freigegebenist, um die Ursprungsposition wieder herzustellen.
    [0035] 23 isteine schematische Seitenansicht einer Vorrichtung zur automatischen Änderungdes Untersetzungsverhältnissesgemäß einersechsten Ausführungsformder vorliegenden Erfindung.
    [0036] 24 isteine Seitenansicht, in welcher die Innenverzahnung ausgehend vonder Ursprungsposition gemäß 23 entgegen dem Uhrzeigersinn gedrehtwird.
    [0037] 25 isteine Seitenansicht, die einen verriegelten Zustand darstellt, inwelchem ein Verriegelungshebel ausgehend von dem in 24 gezeigten Zustand gedreht wird undeine Klinke mit einem Zahngesperre in Eingriff tritt.
    [0038] 26 isteine teilweise aufgebrochene Seitenansicht, die einen Zustand darstellt,in welchem die einzelne Vorrichtung gemäß 1 zwischen einem Motor und einem Stellgliedangeordnet ist.
    [0039] 27 isteine teilweise aufgebrochene Seitenansicht, in welcher eine Vielzahlvon Vorrichtungen gemäß 1 zwischen einem Motor undeinem Stellglied angeordnet ist.
    [0040] 28 istmit teilweisen Auslassungen eine perspektivische Ansicht einer Vorrichtungzur automatischen Änderungdes Untersetzungsverhältnissesgemäß einersiebten Ausführungsformder vorliegenden Erfindung.
    [0041] 29 isteine Seitenansicht in einer Ursprungsposition der Vorrichtung gemäß 28.
    [0042] 30 isteine teilweise geschnittene perspektivische Teilansicht, die einenEingriffszustand zwischen Zähneneines Antriebsrades der Vorrichtung gemäß 28 und einem ersten Schaltzahnrad mitzwei Zähnenund einem zweiten Schaltzahnrad mit einem Zahn darstellt.
    [0043] 31 isteine Seitenansicht, die einen verriegelten Zustand der Vorrichtunggemäß 28 darstellt.
    [0044] 32 isteine Seitenansicht, die einen Verriegelungsfreigabezustand der Vorrichtunggemäß 28 darstellt.
    [0045] In 1 bezeichnetdas Bezugszeichen 10 eine Vorrichtung zur automatischen Änderungder Untersetzungsverhältnissesgemäß einerersten Ausführungsformder vorliegenden Erfindung.
    [0046] Die Vorrichtung 10 umfasstein kastenförmigesGehäuse 16.Das Gehäuse 16 hateinen Zahngesperreabschnitt (Zahngesperre) 14 mit über denUmfang verteilten konkaven/konvexen Zähnen, welche kontinuierlichan der Innenwandflächeeines gerade durchtretenden Loches 12 mit kreisförmigem Querschnittausgebildet sind. Befestigungsöffnungen 18, diebspw. mit Hilfe von Verbindungselementen wie Bolzen oder dgl. zurBefestigung des Gehäuses 16 aneinem anderen Element dienen können,sind in der Nähevon vier Ecken des Gehäuses 16 ausgebildet.
    [0047] Wie in 2 dargestelltist, ist ein Planetengetriebemechanismus 26 in der in demzentralen Bereich des Gehäuses 16 ausgebildeten Öffnung 12 aufgenommen.Das Planetengetriebe 26 umfasst ein einzelnes Sonnenrad 20 miteinem kleinen Durchmesser, eine Vielzahl (hier drei) Planetenräder 22, diejeweils einen mittleren Durchmesser mit gleichem Außendurchmesseraufweisen, und eine einzelne Innenverzahnung 24 mit großem Durchmesser.
    [0048] Bei dieser Anordnung haben die dreiPlanetenräder 22 einenTrennwinkel in Umfangsrichtung von etwa 120° und sind an dem Außenumfangdes in der Mitte angeordneten Sonnenrades 20 vorgesehen.Somit laufen die Planetenräder 22 umdas Zentrum um (und rotieren um ihre Achsen), während sie mit dem Sonnenrad 20 kämmen. DieInnenverzahnung 24 mit dem großen Durchmesser ist an denAußenumfängen derPlanetenräder 22 vorgesehen.
    [0049] Wie in 3 dargestelltist, hat die Innenverzahnung 24 einen scheibenförmigen Wandabschnitt 30,der mit einem festgelegten Spiel lose auf eine Eingangs- oder Antriebswelle 28 aufgesetztist, und einen ringförmigenFlanschabschnitt 32, der von dem Wandabschnitt 30 ineiner im Wesentlichen horizontalen Richtung senkrecht zu dem Wandabschnittvorsteht und bei dem die an der Innenumfangsfläche ausgebildeten Zähne mitden Planetenrädern 22 kämmen.
    [0050] Bei dieser Anordnung ist die Innenverzahnung 24 nichtan dem Gehäuse 16 befestigt.Die Innenverzahnung 24 ist vielmehr in einem freien Zustandvorgesehen, in welchem die Drehbewegung nicht durch die Eingangswelle 28 übertragenwird. Lagerabschnitte 34 sind an den Planetenrädern 22 vorgesehenund liegen an der Innenflächedes Wandabschnittes 30 der Innenverzahnung 24 an.
    [0051] An einer Seite des Gehäuses 16,an welcher die Eingangswelle 28 vorgesehen ist, ist einVerriegelungsmechanismus 38 angeordnet, um die Drehung derInnenverzahnung 24 anzuhalten, wenn die Last auf eine Abtriebswelle 36 aufgebrachtwird.
    [0052] Das Planetengetriebe 26 weistdie Eingangswelle 28 auf, die an einer Seite des Gehäuses 16 vorgesehenist und überein Kupplungselement (nicht dargestellt) koaxial mit einer Drehantriebswelleeiner nicht dargestellten Drehantriebsquelle verbunden ist. DieAbtriebswelle 36 ist an der gegenüberliegenden Seite der Eingangswelle 28 vorgesehen.Die Abtriebswelle 36 hat einen Scheibenabschnitt 42,der übereine Vielzahl von Stiften 40, die axial an den jeweiligenPlanetenrädern 22 angebrachtsind, befestigt ist, und ist mit dem Scheibenabschnitt 42 integral verbunden,um die Drehbewegung der Drehantriebsquelle auf ein nicht dargestelltesStellglied zu übertragen.Die an einer Seite angeordnete Eingangswelle 28 und diean der anderen Seite angeordnete Abtriebswelle 36 sindkoaxial aber als separate Elemente vorgesehen. Ein Lagerelement(nicht darge stellt), bspw. eine Platte, kann an dem Gehäuse 16 vorgesehensein, um die Eingangswelle 28 und die Abtriebswelle 36 drehbarzu halten.
    [0053] Eine Nocke (Kurvenstück) 44,die späterbeschrieben wird, und das Sonnenrad 20 sind integral undkoaxial an der Eingangswelle 28 befestigt und voneinanderum einen festgelegten Abstand getrennt, wobei der Wandabschnittder Innenverzahnung 24 zwischen ihnen angeordnet ist. DasKurvenstück 44 unddas Sonnenrad 20 werden durch die Drehung der nicht dargestelltenDrehantriebsquelle überdie Eingangswelle 28 gemeinsam gedreht.
    [0054] Wie in 3 dargestelltist, durchtritt die Eingangswelle 28 eine Öffnung 46,die durch den Wandabschnitt 30 der Innenverzahnung 24 ausgebildetist. Ein nicht dargestellter Freiraum ist zwischen der durch denWandabschnitt 30 der Innenverzahnung 24 ausgebildeten Öffnung 46 undder äußeren Umfangsfläche derEingangswelle 28 vorgesehen. Daher wird die Innenverzahnung 24 durchdie Drehbewegung der Eingangswelle 28 nicht berührt.
    [0055] Wie in 4 dargestelltist, umfasst der Verriegelungsmechanismus 38 das scheibenförmige Kurvenstück 44,welches ein Paar von V-Nuten 48a, 48b aufweistund zusammen mit der Eingangswelle 28 drehbar ist. DieV-Nuten 48a, 48b sind an der Außenumfangsfläche ausgebildet,voneinander um etwa 180° beabstandetund radial nach innen zurückgesetzt.Der Verriegelungsmechanismus 38 umfasst außerdem einPaar von Verriegelungshebeln 54a, 54b, die andem Wandabschnitt 30 der Innenverzahnung 24 durchdie Stifte 52, die mit Langlöchern 50 in Eingriffstehen, angebracht sind, und ein Federelement 56, welchesan ersten Enden der Verriegelungshebel 54a, 54b,die nahe den Langlöchern 50 angeordnetsind, befestigt ist und die Enden der Verriegelungshebel 54a, 54b,die voneinander um eine festgelegte Strecke entfernt sind, in solchenRichtungen zieht, dass die Enden der Verriegelungshebel 54a, 54b sicheinander annähern.
    [0056] Die Verriegelungshebel 54a, 54b haben symmetrischeFormen mit im Wesentlichen L-förmigemQuerschnitt. Beide Verriegelungshebel 54a, 54b habeneinen Eingriffsvorsprung 58 zum Eingriff in die V-Nuten 48a, 48b desKurvenstückes 44 undeine Klinke 60 fürden Eingriff mit dem Zahngesperre 14 des Gehäuses 16.Der Eingriffsvorsprung 58 und die Klinke 60 stehenin entgegengesetzten Richtungen vor. Die Verriegelungshebel 54a, 54b können um festgelegteWinkel um die Haltepunkte der Stifte 52, welche mit denim Wesentlichen elliptisch ausgebildeten Langlöchern 50 in Eingriffstehen, schwingen.
    [0057] Das Paar von Verriegelungshebeln 54a, 54b istzusammen mit der Innenverzahnung 24 drehbar, weil die Verriegelungshebel 54a, 54b ander Innenverzahnung 24 angebracht (befestigt) sind.
    [0058] Die Vorrichtung 10 gemäß der erstenAusführungsformder vorliegenden Erfindung ist im Wesentlichen wie oben beschriebenaufgebaut. Nachfolgend werden ihre Betriebs-, Funktions- und Wirkungsweiseerläutert.
    [0059] Zunächst befindet sich der Verriegelungsmechanismus 38 inder in 4 gezeigten Ursprungsposition,in welcher die Vorsprünge 58 derVerriegelungshebel 54a, 54b mit den V-Nuten 48a, 48b des Kurvenstücks 44 inEingriff stehen und das Kurvenstück 44 durchdie Verriegelungshebel 54a, 54b befestigt wird.
    [0060] In der oben beschriebenen Ursprungspositionwird die nicht dargestellte Drehantriebsquelle betrieben, um dieDrehantriebskraft der Drehantriebsquelle durch die Eingangs- oderAntriebswelle 28 auf das Kurvenstück 44 und das Sonnenrad 20 zu übertragen.Es wird angenommen, dass die Eingangswelle 28, das Kurvenstück 44 unddas Sonnenrad 20 durch die Drehantriebskraft im Uhrzeigersinn,gesehen in Richtung von der Eingangswelle 28 zu der Abtriebswelle 36 (Richtungdes Pfeils Z in 3),gedreht werden.
    [0061] Wird das Sonnenrad 20 indieser Situation gedreht, so laufen die mit dem Sonnenrad 20 kämmendendrei Planetenräder 22 umdas Zentrum des Sonnenrades 20 um. Außerdem wird die Innenverzahnung 24 entsprechendder Drehung des Kurvenstücks 24 durchdie Verriegelungshebel 54a, 54b in der gleichenRichtung (im Uhrzeigersinn) gedreht wie das Kurvenstück 44 (vgl. 4).
    [0062] Mit anderen Worten sind die Verriegelungshebel 54a, 54b zumAnhalten des Kurvenstücks 44 ander Innenverzahnung 24 angebracht. Daher werden das Kurvenstück 44 unddie Innenverzahnung 24 in der gleichen Richtung (im Uhrzeigersinn)gedreht und die Planetenräder 22 laufenim Uhrzeigersinn um das Zentrum des Sonnenrades 20 um,da das Sonnenrad 20 und die Planetenräder 22 miteinander kämmen. Indieser Situation ist die Innenverzahnung 24 bspw. nichtan dem Gehäuse 16 befestigt.Daher drehen sich die Planetenräder 22 nichtum ihre Achse sondern laufen lediglich um das Zentrum des Sonnenrades20 um.
    [0063] Somit werden die Planetenräder 22 unddie Innenverzahnung 24 in der gleichen Richtung gedreht.Die Abtriebswelle 36 wird durch den Scheibenabschnitt 42 unddie axial an den Planetenrädern 22 angebrachtenStifte 40 gedreht. Hierdurch wird die Drehgeschwindigkeit(Drehbewegung), die der Drehung der Eingangswelle 28 äquivalentist, auf die Abtriebswelle 36 übertragen, und die Abtriebswelle 36 wirdmit hoher Geschwindigkeit gedreht. Dementsprechend wird die Hochgeschwindigkeitsdrehbewegungvon der Abtriebswelle 36 auf das Stellglied übertragen.
    [0064] Wenn das verschiebbare Element desStellgliedes linear hin und her fährt, bspw. wenn eine Klemmvorrichtung 66 verwendetwird, bei welcher ein Paar von Armen (verschiebbare Elemente) 62a, 62b,die voneinander um eine festgelegte Strecke beabstandet sind, inRichtungen zum Ergreifen eines Werkstücks W verschoben werden, kanndie von der Abtriebswelle 36 übertragene Hochgeschwindigkeitsdrehbewegungdazu verwendet werden, die Arme 62a, 62b mit hoherGeschwindigkeit zu verschieben. Die Arme 62a, 62b nähern sichdem WerkstückW ausgehend von der Ursprungsposition, in welcher die Arme 62a, 62b voneinanderden in 8A gezeigtenfestgelegten Abstand aufweisen.
    [0065] Wenn die Arme 62a, 62b umdie festgelegten Strecken zu dem Werkstück W verschoben sind und andem WerkstückW anliegen (8B), wirddie Drehzahl der Abtriebswelle 36 kleiner als die Drehzahlder Eingangswelle 28 und die Innenverzahnung 24 wirdentgegen dem Uhrzeigersinn gedreht, d.h. entgegen der oben beschriebenenRichtung. Mit anderen Worten wird die Innenverzahnung 24 entgegen demUhrzeigersinn gedreht, weil die Eingangswelle 28 auch dannweitergedreht wird, wenn die Drehung der Abtriebswelle 36 angehaltenwird.
    [0066] Wenn die Innenverzahnung 24 relativzu dem im Uhrzeigersinn gedrehten Kurvenstück 44 entgegen demUhrzeigersinn gedreht wird, werden die an der Innenverzahnung 24 angebrachtenVerriegelungshebel 54a, 54b radial nach außen verschoben,um sich entgegen der Zugkraft des Federelementes 56 vondem Kurvenstück 44 zutrennen, und die Eingriffsvorsprünge 58 derVerriegelungshebel 54a, 54b werden aus den V-Nuten 58a, 58b desKurvenstücks 44 herausgezogen.Wenn die Eingriffsvorsprünge 58 ausden V-Nuten 48a, 48b austreten, um mit der Außenumfangsfläche desKurvenstücks 44 in Eingriffzu treten, schwingen die Verriegelungshebel 54a, 54b umfestgelegte Winkel um die Haltepunkte der Stifte 52, diemit den Langlöchern 50 inEingriff stehen, voneinander weg (radial nach außen).
    [0067] Wenn die Verriegelungshebel 54a, 54b nach außen verschobenwerden, und die Enden der Klinken 60 an den Enden des Zahngesperres 14 desGehäuses 16 anliegen,werden die Verriegelungshebel 54a, 54b in denRichtungen verschoben, in welchen die Verriegelungshebel 54a, 54b entgegender Federkraft (Zug kraft) des Federelementes 56 entlang derLanglöcher 50 voneinandergetrennt werden (vgl. 5).
    [0068] Wie in 5 dargestelltist, ist die Verschiebung der Verriegelungshebel 54a, 54b radialnach außendurch die Enden der Klinken 60 begrenzt, die an den Endendes Zahngesperres 14 des Gehäuses 16 anliegen.Die Verriegelungshebel 54a, 54b werden in denRichtungen verschoben, in welchen sie sich entlang der an den Endenvorgesehenen Langlöcher 50 voneinandertrennen.
    [0069] Wenn die Enden der Klinken 60 derVerriegelungshebel 54a, 54b an den Enden des Zahngesperres 14 desGehäuses 16 anliegen,wirkt eine große Lastauf die Verriegelungshebel 54a, 54b. Die Verriegelungshebel 54a, 54b werdenjedoch entlang der Langlöcher 50 verschoben,die als Lösemechanismusdienen. Dementsprechend kann die Last, die auf die Verriegelungshebel 54a, 54b aufgebrachtwird, in geeigneter Weise absorbiert werden.
    [0070] Wenn die Klinken 60, diean den Enden der Verriegelungshebel 54a, 54b ausgebildetsind, mit dem an der Öffnung 12 desGehäuses 16 ausgebildetenZahngesperre 14 kämmen,ist die Innenverzahnung 24 in dem verriegelten Zustandund die Drehung der Innenverzahnung 24 entgegen dem Uhrzeigersinnwird angehalten. Tatsächlichwird die Kraft, die erforderlich ist, um die Drehung der Innenverzahnung 24 entgegendem Uhrzeigersinn anzuhalten, dann nicht erreicht, wenn lediglichdie Klinke 60 eines Verriegelungshebels 54a mitdem Zahngesperre 14 kämmtund die Klinke 60 des anderen Verriegelungshebels 54b indas Zahngesperre 14 eingreift, weil die Innenverzahnung 24 entgegendem Uhrzeigersinn gedreht wird.
    [0071] Wenn die Klinken 60 derVerriegelungshebel 54a, 54b mit dem Zahngesperre 14 desGehäuses 16 kämmen, werdendie Enden der Verriegelungshebel 54a, 54b durchdie Federkraft des Federelementes 56 gezogen und in denRichtun gen verschoben, in denen sie sich entlang der Langlöcher 50 einander annähern (vgl. 6).
    [0072] Hierdurch wird die Innenverzahnung 24 durchdie Verriegelungshebel 54a, 54b an dem Gehäuse 16 befestigt(verriegelter Zustand). Dementsprechend beginnen die Planetenräder 22,um das Zentrum des Sonnenrades 20 umzulaufen, wobei sie sichentsprechend der Drehung des Sonnenrades 20 um die Achsendrehen. Eine verringerte Drehgeschwindigkeit und ein erhöhtes Drehmomentwerden auf die durch die Stifte 40 mit den Planetenrädern 22 verbundeneAbtriebswelle 36 übertragen.Wenn das erhöhteDrehmoment durch die Abtriebswelle 36 auf das Paar vonArmen 62a, 62b der Klemmvorrichtung 66 übertragenwird, wird das WerkstückW mit hoher Kraft durch die Arme 62a, 62b geklemmt(vgl. 8C).
    [0073] Das Untersetzungsverhältnis, daserreicht wird, wenn die Innenverzahnung 24 in dem verriegeltenZustand ist, ergibt sich durch die Gleichung 1/(1 + Z(C)/Z(A)),wobei Z(A) die Zahl der Zähnedes Sonnenrades 20 und Z(C) die Zahl der Zähne derInnenverzahnung bezeichnet. Das Ausgangsdrehmoment der Abtriebswelle 36 ist(1 + Z(C)/Z(A)) mal höherals das Eingangsdrehmoment der Eingangswelle 28. Wenn dieZahl der Zähnedes Sonnenrades bspw. 12 (zwölf)beträgtund die Zähnezahlder Innenverzahnung 24 gleich 66 (sechsundsechzig) ist,wird ein Drehmoment erhalten, das 6,5 mal höher ist als das Eingangsdrehmoment.
    [0074] Wenn die Polarität des Stromes, welcher der nichtdargestellten Drehantriebsquelle zugeführt wird, umgekehrt wird, nachdemdas WerkstückW zu einer gewünschtenPosition transportiert wurde, wobei der Zustand, in dem das Werkstück W durchdie Arme 62a, 62b geklemmt wird, beibehalten wird,wird dagegen die auf die Eingangswelle 28 übertragene Drehbewegungumgekehrt und die Innenverzahnung 24 aus dem durch dieVerriegelungshebel 54a, 54b bewirkten verriegeltenZustand befreit.
    [0075] Das Kurvenstück 44 und das Sonnenrad 20 werdendurch die Eingangswelle 28 entgegen dem Uhrzeigersinn,d.h. entgegen der oben beschriebenen Bewegung, in dem Zustand gedreht,in dem die Innenverzahnung 24 durch die Verriegelungshebel 54a, 54b verriegeltwird (vgl. 7). Dementsprechendwerden die Klinken 60 der Verriegelungshebel 54a, 54b radialnach innen verschoben, um sich durch das Ziehen mit Hilfe des Federelementes 56 vondem Zahngesperre 14 des Gehäuses 16 zu trennen.Das Zahngesperre 14 des Gehäuses 16 wird aus demdurch die Klinken 60 der Verriegelungshebel 54a, 54b bewirktenEingriffszustand freigegeben. Daher wird das Kurvenstück 44 entgegendem Uhrzeigersinn gedreht und die Eingriffsvorsprünge 58 der Verriegelungshebel 54a, 54b greifenin die V-Nuten 48a, 48b des Kurvenstücks 44 ein.Dementsprechend wird das Kurvenstück 44 durch die Verriegelungshebel 54a, 54b befestigtund das Kurvenstück 44 unddie Innenverzahnung 24 werden in gleicher Richtung gedreht.
    [0076] Wenn die Polarität der Drehantriebsquelle geändert oderumgeschaltet wird, um das Kurvenstück 44 wie oben beschriebenentgegen dem Uhrzeigersinn zu drehen, wird die Innenverzahnung 24 ausdem durch die Verriegelungshebel 54a, 54b bewirktenverriegelten Zustand freigegeben, und es ist möglich, das Kurvenstück 44 unddie Innenverzahnung 24 mit hoher Geschwindigkeit in dergleichen Richtung zu drehen.
    [0077] Als Folge hiervon können dieArme 62a, 62b der Klemmvorrichtung 66 mithoher Geschwindigkeit linear in den Richtungen verschoben werden,in denen sie sich von dem WerkstückW trennen, um die Ursprungsposition wieder herzustellen (vgl. 8D).
    [0078] Das mit der Abtriebswelle 36 verbundene Stellgliedist nicht auf die oben beschriebene Klemmvorrichtung 66 beschränkt. DasStellglied umfasst vielmehr alle Mechanismen, die sich linear oderrotierend hin und her bewegen, bspw. nicht dargestellte Fluiddruckzylinder,in welchen eine Kolbenstange (verschiebbares Element) hin und herläuft,Linearstellglieder, in welchen ein Gleiter (verschiebbares Element)hin und her läuft,Drehstellglieder und Klemmvorrichtungen, in welchen ein Klemmarm(verschiebbares Element) hin und her läuft.
    [0079] Wie in 26 dargestelltist, kann die Vorrichtung 10 zwischen einem Motor 61,der als Drehantriebsquelle dient, und einem Stellglied 65,das eine Stange (verschiebbares Element) 64 aufweist, welchebspw. durch Umwandlung der durch eine Drehantriebskraftübertragungswelle 63 einerKugelspindelwelle übertrageneDrehbewegung in die geradlinige Bewegung in Richtung der Pfeilehin und her läuft,angeordnet sein. Das Stellglied 65, die Vorrichtung 10 zurautomatischen Änderungder Untersetzungsverhältnissesund der Motor 61 könnenzu einer Einheit integriert sein, bspw. durch Verbinden über Bolzen 67 oderdgl.
    [0080] Die Bolzen 67 werden durchBefestigungsöffnungen 18 eingesetzt,die an den vier Ecken des Gehäuses 16 ausgebildetsind, und durch eine an dem Motor 61 befestigte Klammer 68.Nicht dargestellte Gewindeabschnitte der Bolzen 67 werdenin nicht dargestellte Gewindeöffnungenin einem Stellgliedkörper 69 eingeschraubt.Dementsprechend werden der Stellgliedkörper 69, das Gehäuse 16 und derMotor 61 einstückigmiteinander verbunden.
    [0081] Bei dieser Anordnung ist eine Drehwelle 73 desMotors 61 durch ein erstes Kupplungselement 71a koaxialmit der Eingangswelle 28 verbunden, und die Drehantriebskraftübertragungswelle 63 desStellgliedes 65 ist überein zweites Kupplungselement 71b koaxial mit der Abtriebswelle 36 verbunden. Dementsprechendwird die Drehantriebskraft des Motors 61 auf die Drehantriebskraftübertragungswelle 63 übertragen.Vorzugsweise sind der Motor 61 und der Stellgliedkörper 69 soausgebildet, dass sie bündigmit den Seitenflächendes Gehäuses 16 der Vorrichtung 10 enden.Ein Vorsprung 75, der dazu dient, eine Drehung der Stange 64 zuverhindern, indem er an der Innenwandfläche des Stellgliedkörpers 69 befestigtwird, ist an dem Ende der Stange 64 ausgebildet.
    [0082] Die Zahl der zwischen dem Motor 61 und demStellglied 65 angeordneten Vorrichtungen 10 ist nichtauf eins beschränkt.Wie in 27 dargestellt ist,ist es dann, wenn eine Vielzahl von Vorrichtungen 10a, 10b zurautomatischen Änderungdes Untersetzungsverhältnisses über Verbindungselementin Reihe angeordnet sind, möglich,das Untersetzungsverhältnisweiter zu erhöhen.
    [0083] Als nächstes wird eine Vorrichtung 70 zurautomatischen Änderungder Untersetzungsverhältnissesgemäß einerzweiten Ausführungsformder vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die 9 bis 12 erläutert. Beider unten beschriebenen Ausführungsformwerden diejenigen Aufbauelemente, die denen der Vorrichtung 10 gemäß der erstenAusführungsformentsprechen, durch gleiche Bezugszeichen bezeichnet. Auf ihre erneutedetaillierte Beschreibung wird verzichtet.
    [0084] Die Vorrichtung 70 zur automatischen Änderungdes Untersetzungsverhältnissesgemäß der zweitenAusführungsformweist einen Verriegelungsfreigabemechanismus 72, der inder Lage ist, den Eingriffszustand (verriegelten Zustand) der Klinken 60 derVerriegelungshebel 54a, 54b relativ zu dem Zahngesperre 14 desGehäuses 16 zuverlässig freizugeben.
    [0085] Wie in 12 dargestelltist, umfasst der Verriegelungsfreigabemechanismus Walzen 76,die überStifte 74 drehbar an spitzen Enden der Eingriffsvorsprünge 58 angebrachtsind. Außerdemsind an einer Nocke (Kurvenstück) 80 Führungsnuten 78 mit imWesentlichen V-förmigemQuerschnitt vorgesehen, welche die Walzen 76 führen. DieNutenbreite der Führungsnut 78 istgrößer alsder Durchmesser der Walze 76.
    [0086] Das Kurvenstück 80 hat einen imWesentlichen elliptischen Außenumfang.Ein Paar von Vorsprüngen 82 (vgl. 12) mit im Wesentlichendreieckigem Querschnitt ist an äußeren Umfangsbereichenausgebildet, die entlang der Hauptachse angeordnet sind, so dasssie einander gegenüberliegen undeinen festgelegten Abstand zueinander aufweisen. Die Vorsprünge 82 mitdem im Wesentlichen dreieckigen Querschnitt haben eine Höhe, diebündig miteinem flachen Flächenabschnitt 84 desHauptkurvenstückkörpers abschließen.
    [0087] Ein Paar von Führungsnuteintritten 86,die der Führungder Walze 76 in die Führungsnut 78 dienen,sind an der äußeren Umfangsfläche desKurvenstückes 80 ausgebildet.Somit gehen die Führungsnuteintritte 86 kontinuierlichin die äußere Umfangsfläche über (vgl. 12).
    [0088] Nachfolgend wird die Betriebsweisedes Verriegelungsfreigabemechanismus 72 kurz erläutert. Wiein 9 dargestellt ist,greifen die Walzen 76 in der Ursprungsposition in die Führungsnuten 78 ein, wobeidie Eingangswelle 28, das Kurvenstück 80, die Verriegelungshebel 54a, 54b unddie Innenverzahnung 24 im Uhrzeigersinn gedreht werden.
    [0089] Wenn die Drehzahl der Abtriebswelle 36 durchdas an der Ursprungsposition von dem Stellglied auf die Abtriebswelle 36 aufgebrachteLastdrehmoment kleiner ist als die Drehzahl der Eingangswelle 28,wird die Innenverzahnung 24 entgegen dem Uhrzeigersinngedreht, d. h. entgegen der oben beschriebenen Richtung. Die Walzen 76 werdenaus den Führungsnuten 78 herausgeführt unddie Klinken 60 der Verriegelungshebel 54a, 54b tretenin Eingriff mit dem Zahngesperre 14 des Gehäuses 16 (verriegelterZustand).
    [0090] Wenn bei dieser Ausführungsformdie Enden der Klinken 60 der Verriegelungshebel 54a, 54b die Endendes Zahngesperres 14 des Gehäuses 16 berühren, sowerden die Enden der Verriegelungshebel 54a, 54b entlangder Langlöcher 50 leichtzu dem Zahngesperre 14 verschoben (radial nach außen), undanschließendtreten die Klinken 60 in Eingriff mit dem Zahngesperre 14 (vgl. 10). Dementsprechend werdendie Verriegelungshebel 54a, 54b leicht weiterin Richtung (radial nach innen) entgegen der oben beschriebenenRichtung verschoben (verriegelter Zustand).
    [0091] Wenn die Polarität des auf die nicht dargestellteDrehantriebsquelle aufgebrachten Stromes in dem verriegelten Zustand,in welchem die Klinken 60 in das Zahngesperre 14 desGehäuses 16 eingreifen, umgekehrtwird, werden das Kurvenstück 60 unddas Sonnenrad 20 entgegen dem Uhrzeigersinn (in Richtungdes Pfeils D) durch die Eingangswelle 28 gedreht (vgl. 12). Während dieses Vorgangs rollen dieaxial an den Eingriffsvorsprüngen 58 angebrachtenWalzen 76 entlang der äußeren Umfangsfläche desKurvenstückes 80 undder Führungsnuteintritte 86,und die Walzen 76 liegen an den Vorsprüngen mit dem dreieckigen Querschnittan. Anschließendwerden die Walzen 76 entlang der Führungsnut 78 geführt, wobeisie in Eingriff mit den im Wesentlichen dreieckigen Vorsprüngen 82 desKurvenstückes 80 stehen(vgl. 12).
    [0092] Wenn die Walzen 76 in demverriegelten Zustand der Verriegelungshebel 54a, 54b,in welchem die Klinken 60 in Eingriff mit dem Zahngesperre 14 stehen,zwangsweise entlang der V-förmigenFührungsnuten 78 desKurvenstückes 80 rollen,wird die Kraft (Zugkraft) erzeugt, um die Verriegelungshebel 54a, 54b radialnach innen zu verschieben, und die Klinken 60 der Verriegelungshebel 54a, 54b können vondem Zahngesperre 14 des Gehäuses 16 getrennt werden.Die Walzen 76 der Verriegelungshebel 54a, 54b,die von dem Zahngesperre 14 getrennt sind, werden zu derUrsprungsposition zurückgeführt, wobeisie von den Führungsnuten 78 gehalten werden,ohne sich aus den Führungsnuten 78 zulösen.
    [0093] Wenn der Verriegelungslösemechanismus 76 vorgesehenist, wird daher die Kraft zum Ziehen der Verriegelungshebel 54a, 54b radialnach innen aufgebracht. Dadurch ist es möglich, die Verriegelungshebel 54a, 54b einfachund gezielt aus dem verriegelten Zustand freizugeben.
    [0094] Nachfolgend wird eine Vorrichtung 90 zum automatischen Ändern desUntersetzungsverhältnissesgemäß einerdritten Ausführungsformder vorliegenden Erfindung mit Bezug auf 13 erläutert.
    [0095] Die Vorrichtung 90 gemäß der drittenAusführungsformumfasst Verriegelungshebel 96a, 96b mit gebogenenKlinken 92, welche an ersten Enden angeordnet und um Haltepunktevon Stiften 94 schwenkbar vorgesehen sind, wobei die Stifte 94 axialan Befestigungsabschnitten 93, die mit dem Wandabschnittder Innenverzahnung 24 verbunden sind, befestigt sind,und Rückführfedern 98,die an den Stiften 94 befestigt sind und zu einer im WesentlichenU-förmigenGestalt gebogen sind. Ein Ende der Rückführfeder 98 liegt andem Wandabschnitt der Innenverzahnung 24 an, während dasandere Ende an dem Verriegelungshebel 96a, 96b befestigtist. Die Federkräfte(Druckkräfte)der Rückführfedern 98 spannendie Verriegelungshebel 96a, 96b so vor, dass dieVerriegelungshebel 96a, 96b im Wesentlichen parallelzu dem Wandabschnitt 30 der Innenverzahnung 24 angeordnetsind.
    [0096] Ein Paar von Nockennuten 102,in welche Enden 101 der Verriegelungshebel 96a, 96b eingreifenkönnen,sind an dem Außenumfangeines Kurvenstückes 100 ausgebildet,so dass die Nockennuten 102 voneinander um 180° in Umfangsrichtung beabstandetsind. Eine Platte 106 ist vorgesehen, die eine Vielzahlvon Aussparungen 104 aufweist, welche voneinander in Umfangsrichtung umfestgelegte Winkel beabstandet sind. Die Platte 106 istan dem Gehäuse 16 befestigt.Die Nockennuten 102 und die Aussparungen 104 sindim Wesentlichen parallel zu der Achse der Eingangswelle 28 zurückgesetzt.
    [0097] Bei dieser Anordnung sind die Enden 101 derVerriegelungshebel 96a, 96b aus den Nockennuten 102 entfernbar,um übernicht dargestellte schrägeFlächenauf dem flachen Oberflächenbereichdes Kurvenstückes 100 zulaufen. Wenn die Enden 101 der Verriegelungshebel 96a, 96b ausden Nockennuten 102 gelöstund nach oben gedrücktwerden, werden daher die Verriegelungshebel 96a, 96b umdie Haltepunkte der Stifte 94 geschwenkt. Dann greifen dieKlinken 92 der Verriegelungshebel 96a, 96b indie Aussparungen 104 ein (verriegelter Zustand).
    [0098] Als nächstes wird eine Vorrichtung 110 zur automatischen Änderungdes Untersetzungsverhältnissesgemäß einervierten Ausführungsformder vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die 14 bis 17 erläutert.
    [0099] Wie in 15 dargestelltist, umfasst die Vorrichtung 110 gemäß der vierten Ausführungsform einerstes Zahnrad 112, das mit der Eingangswelle 28 verbundenist und zusammen mit dem Sonnenrad 20 drehbar ist, einefeste Platte 114, die an dem Gehäuse 16 befestigt ist,ein zweites Zahnrad 118, welches drehbar durch ein erstes,axial an der festen Platte 114 befestigtes Wellenelement 116 gehalten wirdund Getriebezähnezum Kämmenmit den Zähnendes ersten Zahnrades 112 aufweist, und ein drittes Zahnrad 122,welches drehbar durch ein zweites, axial an der festen Platte 114 befestigtesWellenelement 120 getragen wird und Getriebezähne zum Kämmen mitden Zähnendes zweiten Zahnrades 118 aufweist.
    [0100] Ein Reibungselement 123,bspw. aus Filz oder dgl., und ein Eingriffselement 126 miteinem Paar von Armen 124a, 124b (vgl. 14), die im Wesentlichen U-förmig verzweigen,werden durch das zweite Wellenelement 120 axial zwischendem dritten Zahnrad 122 und der festen Platte 114 gehalten.Die Arme 124a, 124b sind um den Haltepunkt deszweiten Wellenelementes 120 schwenkbar.
    [0101] Ein Verriegelungselement 130 istan dem zweiten Wellenelement 120 so angebracht, dass dessen äußere Umfangsfläche durchdas Verriegelungselement 130 umgeben wird. Das Verriegelungselement 130 hatKlinken 128, die um den Haltepunkt des zweiten Wellenelementes 120 schwenkbaraxial getragen werden, und einen zylindrischen Vorsprungsabschnitt 129,der zwangsweise in eine Öffnungdes Eingriffselementes 126 eingesetzt (eingepresst) undintegral mit dem Eingriffselement 126 verbunden ist. DieKlinken 128 könnenin ein Außenumfangs-Zahngesperre 132,das an der äußeren Umfangsfläche desFlanschabschnittes 32 der Innenverzahnung 24 ausgebildetist, eingreifen. Die Klinken 128 des Verriegelungselementes 130 und das über denVorsprung 129 angeschlossene Eingriffselement 126 sindgemeinsam um den Haltepunkt des zweiten Wellenelementes 120 drehbar.
    [0102] Ein Federelement 134, bspw.eine Schraubenfeder, ist zwischen dem dritten Zahnrad 122 und demVerriegelungselement 130 angeordnet. Das dritte Zahnrad 122 wirddurch die Rückstellkraftdes Federelementes 134 überdas Reibungselement 123 gegen das Eingriffselement 126 gepresst.Eine gewünschteReibkraft (kleine Reibkraft) wird zwischen dem dritten Zahnrad 122 unddem Eingriffselement 126 aufgebracht.
    [0103] Wie in 14 dargestelltist, ist eine Nocke (Kurvenstück) 136 mitrhombischem Querschnitt so ausgebildet, dass sie sich einstückig aneiner Seite des zweiten Zahnrades 118 erweitert. Das Kurvenstück 136 istzusammen mit dem zweiten Zahnrad 118 um das Zentrum desersten Wellenelementes 116 drehbar. Die längere Diagonalliniedes Kurvenstücks 136 indem rhombischen Querschnitt ist etwas kürzer als der Innenabstand zwischenden Armen 124a, 124b.
    [0104] Nachfolgend wird die Betriebsweiseder Vorrichtung 110 gemäß der viertenAusführungsform kurzerläutert.Wie in 14 dargestelltist, wird die Innenverzahnung 24 in der Ursprungspositionnicht durch die Klinken 128 des Verriegelungselementes 130 verriegelt.Das Sonnenrad 20 und die Innenverzahnung 24 werdenim Uhrzeigersinn gedreht.
    [0105] In der Ursprungsposition wird daherdas erste Zahnrad 112 mit dem Sonnenrad 20 im Uhrzeigersinngedreht (vgl. 14). Daszweite Zahnrad 118, das mit dem ersten Zahnrad 112 kämmt, wirdzusammen mit dem Kurvenstück 136 entgegendem Uhrzeigersinn gedreht. Das dritte Zahnrad 122, dasmit dem zweiten Zahnrad 118 kämmt, wird im Uhrzeigersinn gedreht.Hierdurch werden das Verriegelungselement 130 und das axialvon dem zweiten Wellenelement 120 getragene Eingriffselement 126 durchdie Rückstellkraft(Druckkraft) des Federelementes 134 und die durch das Reibungselement 123 ausgeübte kleineReibkraft so vorgespannt, dass sie sich im Uhrzeigersinn drehen.Die Innenverzahnung 24 wird jedoch durch die Klinke 128 desVerriegelungselementes 130 nicht verriegelt, weil das Außenumfangs-Zahngesperre 132 derInnenverzahnung 24 im Uhrzeigersinn gedreht wird.
    [0106] Wenn an der Ursprungsposition dieDrehzahl der Abtriebswelle 36 durch das von dem an derAbtriebswelle 36 vorgesehenen Stellglied aufgebrachtenLastdrehmoment kleiner ist als die Drehzahl der Eingangswelle 28,wird die Innenverzahnung 24 entgegen dem Uhrzeigersinn,d. h. entgegen der oben genannten Richtung, gedreht. Die Klinke 128 des Verriegelungselementes 130,die durch die überdas Federelement 134 ausgeübte Reibkraft im Uhrzeigersinnvorgespannt war, greift in das Außenumfangs-Zahngesperre 132 derInnenverzahnung 24 ein (verriegelter Zustand, vgl. 16). In dieser Situationschwen ken auch die Arme 124a, 124b des Eingriffselementes 126 durchdie überdas Federelement 134 ausgeübte Reibungskraft leicht imUhrzeigersinn, in der gleichen Weise wie die Klinke 128 des Verriegelungselementes 130.
    [0107] Wenn in dem verriegelten Zustand,in dem die Klinke 128 des Verriegelungselementes 130 mit demAußenumfangs-Zahngesperre 132 derInnenverzahnung 24 in Eingriff steht, um die Drehung der Innenverzahnung 24 einzuhalten,die Polaritätdes der nicht dargestellten Drehantriebsquelle zugeführten Stromesumgekehrt wird, werden das erste Zahnrad 112 und das Sonnenrad 120 durchdie Eingangswelle 28 entgegen dem Uhrzeigersinn gedreht.Währenddieses Vorgangs wird, wie in 17 dargestellt, dasmit dem ersten Zahnrad 112 kämmende zweite Zahnrad 118 zusammenmit dem Kurvenstück 136 im Uhrzeigersinngedreht, währenddas mit dem zweiten Zahnrad 118 kämmende dritte Zahnrad 122 entgegendem Uhrzeigersinn gedreht wird. Wenn das dritte Zahnrad 122 entgegendem Uhrzeigersinn gedreht wird, werden das Verriegelungselement 130 unddas axial durch das zweiten Wellenelement 120 getrageneEingriffselement 126 durch die Rückstellkraft des Federelementes 134 unddie durch das Reibungselement 123 ausgeübte Reibkraft so vorgespannt,dass sie sich entgegen dem Uhrzeigersinn drehen.
    [0108] Wie in 17 dargestelltist, greift in dieser Situation das Ende des Kurvenstückes 136,welches sich zusammen mit dem zweiten Zahnrad 118 im Uhrzeigersinndreht, an einem Arm 124a des Eingriffselementes 126 an,um den Arm 124a in Richtung des Pfeils E zu drücken. Daherschwenkt die integral mit dem Eingriffselement 126 verbundeneKlinke 128 des Verriegelungselementes 130 in Richtungdes Pfeils F, um sich von dem Außenumfangs-Zahngesperre 132 derInnenverzahnung 24 zu trennen. Dementsprechend wird dieInnenverzahnung 24 aus dem verriegelten Zustand freigegeben.
    [0109] Als nächstes wird eine Vorrichtung 140 zur automatischen Änderungdes Untersetzungsverhältnissesgemäß einervierten Ausführungsformder vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die 18 bis 22 erläutert.
    [0110] Wie in 18 dargestelltist, umfasst die Vorrichtung 140 gemäß der fünften Ausführungsform ein Nockenelement(Kurvenstück) 142,welches zusammen mit der Eingangswelle 28 drehbar ist,einen Verriegelungshebel 146, welcher über einen Stift 144a axialan dem Wandabschnitt 30 der Innenverzahnung 24 angebrachtist und eine Klinke 60 für den Eingriff mit dem Zahngesperre 14 desGehäuses 16 aufweist,einen Drehmomentbegrenzungshebel 148, welcher über einenStift 144b an einer zu dem Verriegelungshebel 146 symmetrischenPosition axial an dem Wandabschnitt 30 der Innenverzahnung 24 angebrachtist, und ein Federelement 152, welches an Vorsprüngen 150a, 150b desVerriegelungshebels 46 bzw. des Drehmomentbegrenzungshebels 148 so befestigtist, dass der Verriegelungshebel 146 und der Drehmomentbegrenzungshebel 148,die voneinander einen festgelegten Abstand aufweisen, aufeinanderzu gezogen werden.
    [0111] Der Verriegelungshebel 146 undder Drehmomentbegrenzungshebel 148 sind an der Innenverzahnung 24 über dieStifte 144a bzw. 144b befestigt. Daher sind derVerriegelungshebel 146 und der Drehmomentbegrenzungshebel 148 zusammenmit der Innenverzahnung 24 drehbar.
    [0112] Der Verriegelungshebel 146 undder Drehmomentbegrenzungshebel 148 weisen ein Paar von säulenförmigen Vorsprüngen 154a, 154b auf,die einander zugewandt sind, wobei sie voneinander einen festgelegtenAbstand aufweisen. Der Verriegelungshebel 146 und der Drehmomentbegrenzungshebel 148 sindum die Haltepunkte der Stifte 144a, 144b um festgelegteWinkel drehbar. Ein Stoppstift 156, der an der Innenverzahnung 24 befestigtist, ist an einem Bereich vorgesehen, der nahe dem Verriegelungshebel 146 angeordnetist. Wenn der Verriegelungshebel 146 durch den Stoppstift 156 befestigt wird,wird die Drehung entgegen dem Uhrzeigersinn um den Haltepunkt desStiftes 144a begrenzt.
    [0113] Das Kurvenstück 142 hat eine zusammengesetzteGestalt, die durch einstöckigeKombination eines kreisbogenförmigenAbschnitts 142a und einer vorstehenden Zunge 142b mitradial nach außenallmählichabnehmender Breite gebildet wird. Die Umfangsfläche des Kurvenstückes 142 umfasstein Paar gekrümmterFlächenabschnitte 160a, 160b,die an beiden Seiten eines Endes 158 der vorstehenden Zunge 142b ausgebildetsind, und mit denen das Paar säulenförmiger Vorsprünge 154a, 154b des Verriegelungshebels 146 unddes Drehmomentbegrenzungshebels 148 in Eingriff tretenkönnen,ein Paar von geraden Flächenabschnitten 162a, 162b, diean die gekrümmtenFlächenabschnitte 160a, 160b anschließen, undeinen kreisbogenförmigen Flächenabschnitt 164,der an die Seitenflächenabschnitte 162a, 162b anschließt. Wenndie säulenförmigen Vorsprünge 154a, 154b desVerriegelungshebels 146 und des Drehmomentbegrenzungshebels 148 Walzensind, ist es möglich,stabile Reibkräfte zwischenden säulenförmigen Vorsprüngen 154a, 154b undden gekrümmtenOberflächenabschnitten 160a, 160b zuerreichen.
    [0114] Die Klinke 60 ist an demEnde des Drehmomentbegrenzungshebels 148 ausgebildet, dereine zu dem Verriegelungshebel 146 symmetrische Form hat.Die Klinke 60 des Drehmomentbegrenzungshebels 148 wirdaber nicht dazu verwendet, die Drehung der Innenverzahnung 24 anzuhalten,um die Innenverzahnung 24 zu verriegeln, wenn die Innenverzahnung 24 entgegendem Uhrzeigersinn gedreht wird.
    [0115] Nachfolgend wird die Betriebsweiseder Vorrichtung 140 gemäß der fünften Ausführungsform kurzerläutert.Wie in 18 dargestelltist, ist die Innenverzahnung in der Ursprungsposition nicht verriegelt,weil die Klinke 60 des Verrie gelungshebels 146 nichtmit dem Zahngesperre 14 des Gehäuses 16 in Eingriffsteht. Das Sonnenrad 20 (Eingangswelle 28) unddie Innenverzahnung 24 werden im Uhrzeigersinn gedreht.
    [0116] In der Ursprungsposition sind somit,wie in 18 gezeigt, diesäulenförmigen Vorsprünge 154a, 154b desVerriegelungshebels 146 und des Drehmomentbegrenzungshebels 148 inEingriff mit dem Paar gekrümmterFlächenabschnitte 160a, 160b,die an dem Ende 158 der vorstehenden Zunge 142b desKurvenstückes 142 ausgebildetsind. Diesmal wird das Ende 158 der vorstehenden Zunge 142b desKurvenstückes 142 zwischenden säulenförmigen Vorsprüngen 154a, 154b gehalten.
    [0117] Wenn die Drehzahl der Abtriebswelle 36 in derUrsprungsposition durch das von dem an der Abtriebswelle 36 vorgesehenenStellglied aufgebrachte Lastdrehmoment kleiner wird als die Drehzahlder Eingangswelle 28, wird die Innenverzahnung 24 entgegendem Uhrzeigersinn, d. h. entgegengesetzt zu der oben beschriebenenRichtung, gedreht. Das Ende 158 der vorstehenden Zunge 142b desKurvenstückes 142 wirdaus der Position zwischen den säulenförmigen Vorsprüngen 154a, 154b desVerriegelungshebels 146 und des Drehmomentbegrenzungshebels 148 gelöst. DieFederkraft (Zugkraft) des Federelementes 152, welches zwischendem Verriegelungshebel 146 und dem Drehmomentbegrenzungshebel 148 angeordnetist, erzeugt die Kraft zum Lösendes Endes 158 der vorstehenden Zunge 142b desKurvenstückes 142 ausder Position zwischen den säulenförmigen Vorsprüngen 154a, 154b,so dass das Lastdrehmoment auf die Innenverzahnung 24 übertragenwird. Wenn das durch das Stellglied übertragene Lastdrehmoment einenfestgelegten Wert überschreitet,wird das Ende 158 der vorstehenden Zunge 142b desKurvenstückes 142 ausder Position zwischen den säulenförmigen Vorsprüngen 154a, 154b entfernt.
    [0118] Wie in 19 dargestelltist, wird in dieser Situation der säulenförmige Vorsprung 154a desVerriegelungshebels 146 von dem gekrümmten Flächenabschnitt 160a desKurvenstückes 142 gelöst, undder säulenförmige Vorsprung 154a greiftan dem geraden Seitenflächenabschnitt 162a an.Dementsprechend wird der säulenförmige Vorsprung 154a imUhrzeigersinn um den Haltepunkt des Stiftes 144a gedreht.
    [0119] Der säulenförmige Vorsprung 154a desVerriegelungshebels 146 wird entlang der Umfangsfläche desKurvenstückes 142 bewegt.Der säulenförmige Vorsprung 154a desVerriegelungshebels 146 greift an dem kreisbogenförmigen Flächenabschnitt 164 an,wie es in 20 dargestelltist, und der Verriegelungshebel 146 wird im Uhrzeigersinnweiter um den Haltepunkt des Stiftes 144a gedreht. Dementsprechendgreift die Klinke 60 des Verriegelungshebels 146 indas Zahngesperre 14 ein (verriegelter Zustand).
    [0120] Wenn die Polarität des auf die nicht dargestellteDrehantriebsquelle aufzubringenden Stromes in dem verriegelten Zustand,in welchem die Klinke 60 des Verriegelungshebels 146 indas Zahngesperre 14 des Gehäuses 16 eingreift,um die Drehung der Innenverzahnung 24 anzuhalten, umgekehrtwird, werden das Kurvenelement 142 und das Sonnenrad 20 (Eingangswelle 28)durch die Eingangswelle 28 entgegen dem Uhrzeigersinn gedreht.
    [0121] Wie in 21 dargestelltist, greift in dieser Situation der Seitenflächenabschnitt 162a dervorstehenden Zunge 142b des Kurvenstückes 142, welchessich durch die Eingangswelle 28 entgegen dem Uhrzeigersinndreht, an den säulenförmigen Vorsprung 154a desVerriegelungshebels 146 an und der säulenförmige Vorsprung 154a wirdnach oben gepresst. Daher wird die Kraft entgegen dem Uhrzeigersinnum den Haltepunkt des Stiftes 144a auf den Verriegelungshebel 146 aufgebracht.Dementsprechend wird die Klinke 60 des Verriegelungshebels 146 vondem Zahngesperre 14 des Gehäuses 16 getrennt unddie Innenverzahnung 24 wird aus dem verriegelten Zustandfreigegeben.
    [0122] Wenn das Kurvenstück 142 weiter entgegen demUhrzeigersinn um den Haltepunkt der Eingangswelle 28 gedrehtwird, wird die in 22 dargestellte Ursprungspositionerreicht, in welcher das Ende 158 der vorstehenden Zunge 142b desKurvenstückes 142 zwischenden säulenförmigen Vorsprüngen 154a, 154b desVerriegelungshebels 146 und des Drehmomentbegrenzungshebels 148 angeordnet undgehalten wird.
    [0123] Wenn der verriegelte Zustand freigegeben wird,wird der Verriegelungshebel 146 entgegen dem Uhrzeigersinnum den Haltepunkt des Stiftes 144a gedreht. Wenn der Verriegelungshebel 146 aberan dem Stoppstift 156 anschlägt, wird die Drehwirkung begrenztund zu der Ursprungsposition zurückgeführt.
    [0124] Wenn bei der Vorrichtung die Innenverzahnung 24 durchdas von dem Stellglied aufgebrachte Lastdrehmoment im Uhrzeigersinngedreht wird, kann der Stoppstift 156 an dem Drehmomentbegrenzungshebel 148 angebrachtwerden und die Klinke 60 des Drehmomentbegrenzungshebels 148 kannan dem Zahngesperre 14 des Gehäuses 16 angreifen, umauch den verriegelten Zustand herzustellen.
    [0125] Nachfolgend wird eine Vorrichtung 170 zur automatischen Änderungdes Untersetzungsverhältnissesgemäß einersechsten Ausführungsformder vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die 23 bis 25 erläutert. DiejenigenAufbauelemente, die denen der Vorrichtung 140 gemäß der fünften Ausführungsformentsprechen, werden durch gleiche Bezugszeichen bezeichnet. Aufihre erneute detaillierte Beschreibung wird verzichtet.
    [0126] Die Vorrichtung 170 gemäß der sechsten Ausführungsformunterscheidet sich von der Vorrichtung 140 gemäß der fünften Ausführungsformdahingehend, dass ein Kurvenstück 172 durchein Paar vorstehender Zungen 172b, 172c gebildetund geformt wird, die eine gerade Form aufweisen und voneinanderum etwa 180° getrenntsind, wobei ein kreisbogenförmigerAbschnitt 172a zwischen den vorstehenden Zungen 172b, 172c angeordnetist. Außerdemist ein Nockeneingriffsmechanismus 154 vorgesehen, deran den Enden 158 der vorstehenden Zungen 172b, 172c desKurvenstückes 172 angreifenkann, wenn das Kurvenstück 172 gedrehtwird.
    [0127] Durch die vorstehenden Zungen 172b, 172c, diekoaxial mit dem Kurvenstück 172 ausgebildet sind,hat die Vorrichtung 170 gegenüber einem Fall, in dem eineeinzelne vorstehende Zunge 142b verwendet wird, den Vorteil,dass der Drehwinkel des Kurvenstückes 172 verringertwerden kann, wenn der verriegelte Zustand freigegeben wird. DasKurvenstück 142 mitder einzelnen vorstehenden Zunge 142b erfordert einen Drehwinkelvon maximal 360°. ImGegensatz dazu ist bei dem das Paar vorstehender Zungen 172b, 172c mitgerader Form aufweisenden Kurvenstück 172 der Drehwinkelmaximal 180°.
    [0128] Der Nockeneingriffsmechanismus 174 umfasstein Paar von Eingriffselementen 180a, 180b mit symmetrischerGestalt, die säulenförmige Eingriffsabschnitte 176 für den Kontaktmit den Enden 158 der vorstehenden Zungen 172b, 172c desKurvenstückes 172 aufweisenund die um festgelegte Winkel um die Haltepunkte von Stiften 178 drehbar sind,ein Federelement 182, das an Vorsprüngen des Paares von Eingriffselementen 180b bzw. 180b befestigtist und die Eingriffselemente 180a, 180b aufeinanderzuzieht, sowie ein Paar von Stoppstiften 183a, 183b,die Drehbereiche der Eingriffselemente 180a, 180b begrenzenund die Entfernung zwischen den durch das Federelement 182 gezogenenEingriffselementen 180a, 180b begrenzen.
    [0129] Die Betriebsweise der Vorrichtung 170 gemäß der sechstenAusführungsformwird nachfolgend kurz erläutert.In 23 ist die Ursprungspositiondargestellt. Das Ende 158 einer vorstehenden Zunge 172b desKurvenstückes 172 istzwischen den säulenförmigen Vorsprüngen 154a, 154b gehalten. DasEnde 158 der anderen vorstehenden Zunge 172 istvon den säulenförmigen Eingriffsabschnitten 176 beabstandet,wobei es zwischen diesen Eingriffsabschnitten 176 angeordnetist. In diesem Zustand werden das Sonnenrad 20 (Eingangswelle 28)und die Innenverzahnung 24 im Uhrzeigersinn gedreht.
    [0130] Wenn die Drehzahl der Abtriebswelle 36 aufgrunddes von dem an der Abtriebswelle 36 vorgesehenen Stellgliedan der Ursprungsposition aufgebrachten Lastdrehmoments kleiner wirdals die Drehzahl der Eingangswelle 28, wird die Innenverzahnung 24 entgegendem Uhrzeigersinn gedreht, d. h. entgegen der oben beschriebenenRichtung. Das Ende 158 einer vorstehenden Zunge 172b desKurvenstückes 172 wirdaus der Position zwischen den säulenförmigen Vorsprüngen 154a, 154b entfernt, unddas Ende 158 der anderen vorstehenden Zunge 172c berührt densäulenförmigen Eingriffsabschnitt 176 desEingriffselementes 180a (vgl. 24).
    [0131] Der säulenförmige Vorsprung 154a desVerriegelungshebels 146 wird entlang des Seitenflächenabschnitts 162a desKurvenstückes 172 bewegt.Wie in 25 dargestelltist, wird der säulenförmige Vorsprung 154b desDrehmomentbegrenzungshebels 148 durch Eingriff mit demgekrümmten Oberflächenabschnitt 160 einervorstehenden Zunge 172b der Kurvenstückes 172 gehalten.Außerdem wirddas Ende 158 der anderen vorstehenden Zunge 172c durchEingriff mit dem säulenförmigen Eingriffsabschnitt 176 desEingriffselementes 180a gehalten. Dementsprechend stehtdie Klinke 60 des Verriegelungshebels 146 in Eingriffmit dem Zahngesperre 114 des Gehäuses 16 (verriegelterZustand).
    [0132] Die übrige Funktions- und Wirkungsweiseist bei der sechsten Ausführungsformgenauso wie bei der fünftenAusführungsform,so dass auf ihre erneute detaillierte Beschreibung verzichtet wird.
    [0133] Nachfolgend wird eine Vorrichtung 200 zur automatischen Änderungdes Untersetzungsverhältnissesgemäß einersiebten Ausführungsformder vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die 28 bis 32 erläutert. Diegleichen Aufbauelemente wie bei der Vorrichtung 10 gemäß der erstenAusführungsformwerden durch gleiche Bezugszeichen bezeichnet. Auf ihre erneutedetaillierte Beschreibung wird verzichtet.
    [0134] Die Vorrichtung 200 gemäß der siebtenAusführungsformumfasst ein Antriebszahnrad 202, welches eine Vielzahlvon überseinen Umfang ausgebildeten Zähnenaufweist und zusammen mit der Eingangswelle 28 drehbarist, ein erstes Schaltzahnrad 202 mit zwei Zähnen undein zweites Schaltzahnrad 208 mit einem Zahn, welche mitden Zähnendes Antriebszahnrades 202 kämmen und durch ein erstes Wellenelement 204 axial übereinanderan dem Wandabschnitt 30 der Innenverzahnung 24 gehalten werden,einen Verriegelungshebel 212, welcher durch ein zweitesWellenelement 210 um einen festgelegten Winkel drehbaran dem Wandabschnitt 30 der Innenverzahnung 24 axialgehalten wird, und einen Drehmomentbegrenzungshebel 216,welcher durch ein drittes Wellenelement 214 um einen festgelegtenWinkel drehbar axial an dem Wandabschnitt 30 der Innenverzahnung 24 gehaltenwird.
    [0135] Wie in 30 dargestelltist, kämmendas erste Schaltrad 202 mit zwei Zähnen und das zweite Schaltrad 208 miteinem Zahn, wobei sie in Vertikalrichtung relativ zu den Zähnen desAntriebsrades 202 übereinanderangeordnet sind. Die beiden Zähne undder eine Zahn haben jeweils eine im Wesentlichen gleiche Zahnform.
    [0136] Wie in 29 dargestelltist, weist das erste Schaltrad 202 mit zwei Zähnen einenVorsprung 218 auf, der radial nach außen vorsteht. Eine säulenförmige Walze 220 istaxial an dem Vorsprung 218 angebracht.
    [0137] Eine Klinke 222, die miteinem Zahngesperre 14 des Gehäuses 16 in Eingriffbringbar ist, ist an einem Ende des Verriegelungshebels 212 ausgebildet. EineFederbefestigungsöftnung 226a,an der ein erstes Federelement 224 befestigt ist, ist andem anderen Ende des Verriegelungshebels 212 vorgesehen. EinHalteelement 228, welches die Drehung des Verriegelungshebels 212 entgegendem Uhrzeigersinn um den Haltepunkt des zweiten Wellenelementes 210 begrenzt,ist an dem Wandabschnitt 30 der Innenverzahnung 24,der nahe einem Ende des Verriegelungshebels 212 angeordnetist, vorgesehen.
    [0138] Das erste Federelement 224 istzwischen einer Federbefestigungsöffnung 226b,die mit dem zweiten Schaltzahnrad 208 mit einem Zahn verbundenist, und der Federbefestigungsöftnung 226a,die mit dem anderen Ende des Verriegelungshebels 212 verbundenist, angebracht. Das zweite Schaltzahnrad 208 mit einemZahn wird durch die Federkraft (Zugkraft) des ersten Federelementes 224 sovorgespannt, dass es um den Haltepunkt des ersten Wellenelementes 204 imUhrzeigersinn gedreht wird. Bei dieser Anordnung weist das ersteSchaltrad 206 mit zwei Zähnen einen Stoppstift 230 auf,der die Drehung des zweiten Schaltrades 208 mit einem Zahnim Uhrzeigersinn verhindert. Wenn das zweite Schaltrad 208 miteinem Zahn durch den Stoppstift 230 befestigt wird, istdie Drehung im Uhrzeigersinn begrenzt.
    [0139] Der Drehmomentbegrenzungshebel 216 weisteine Federbefestigungsöftnung 234a auf,welche ein Ende eines zweiten Federelementes 232 hält. Dasandere Ende des zweiten Federelementes 232 wird durch einFederbefestigungselement 234b befestigt, welches an demWandabschnitt 30 der Innenverzahnung 234 angebrachtist. Die Federkraft (Zugkraft) des zweiten Federelementes 232 istgrößer alsdie Federkraft (Zugkraft) des ersten Federelementes 224.Das zweite Federelement 232 spannt den Drehmomentbegrenzungshebel 216 sovor, dass dieser entgegen dem Uhrzeigersinn um den Haltepunkt desdritten Wellenelementes 214 gedreht wird.
    [0140] Der Drehmomentbegrenzungshebel 216 weisteinen Arm 236 auf, der mit der Walze 220, welcheaxial an dem Vorsprung 218 des ersten Schaltzahnrades 206 mitzwei Zähnenangebracht ist, in Eingriff bringbar ist. Der Arm 246 umfassteinen ersten Eingriffsabschnitt 240, welcher die Walze 220 an derUrsprungsposition hält,und einen zweiten Eingriffsabschnitt 242, welcher die Walze 220 hält, wenn dieInnenverzahnung 24 durch den Verriegelungshebel 212 indem verriegelten Zustand ist. Eine dreieckige vorspringende Zunge 238 istzwischen dem ersten Eingriffsabschnitt 240 und dem zweitenEingriffsabschnitt 242 angeordnet.
    [0141] Nachfolgend wird die Betriebsweiseder Vorrichtung 200 gemäß der siebtenAusführungsform kurzerläutert.Wie in 29 dargestelltist, greift in der Ursprungsposition die Walze 220, dieaxial an dem Vorsprung 218 des ersten Schaltzahnrades 206 mitzwei Zähnenangebracht ist, an dem ersten Eingriffsabschnitt 240 desArmes 236 des Drehmomentbegrenzungshebels 216 an,und die beiden Zähne desersten Schaltzahnrades 206 und der eine Zahn des zweitenSchaltzahnrades 208 liegen nicht übereinander. In diesem Zustandwerden das Sonnenrad 20 (Eingangswelle 28) unddie Innenverzahnung 24 im Uhrzeigersinn gedreht.
    [0142] Wenn die Drehzahl der Abtriebswelle 36 aufgrunddes von dem an der Seite der Abtriebswelle 36 vorgesehenenStellglied an der Ursprungsposition aufgebrachten Drehmoments kleinerwird als die Drehzahl der Eingangswelle 28, wird die Innenverzahnung 24 entgegendem Uhrzeigersinn gedreht, d. h. entgegen der oben beschriebenenRichtung. Das erste Schaltzahnrad 202 wird durch die Kämmwirkungder beiden Zähnedes ersten Schaltzahnrades 206 mit den Zähnen desAntriebsrades 202 um einen festgelegten Winkel entgegendem Uhrzeigersinn um den Haltepunkt des ersten Wellenelementes 204 gedreht.In dieser Situation läuftdie Walze 220, die axial an dem Vorsprung 218 desersten Schaltzahnrades 206 angebracht ist, über diedreieckige vorspringende Zunge 238 des Armes 236 desDrehmomentbegrenzungshebels 216, und die Walze 220 wirddurch den an dem Ende angeordneten Eingriffsabschnitt 242 gehalten.In dieser Situation wird der Drehmomentbegrenzungshebel 216 entgegender Federkraft (Zugkraft) des zweiten Federelementes 236 leichtim Uhrzeigersinn um den Haltepunkt des dritten Wellenelementes 214 gedreht.
    [0143] Hierbei ist das festgelegte Drehmomentdas Antriebsdrehmoment, das erforderlich ist, wenn das erste Schaltzahnrad 206 durchdie Kämmwirkungmit den Zähnendes Antriebsrades 202 entgegen dem Uhrzeigersinn gedrehtwird und die Walze 220, die axial an dem Vorsprung 218 angebrachtist, überdie dreieckige vorspringende Zunge 238 des Armes 236 desDrehmomentbegrenzungshebels 216 läuft.
    [0144] Im Wesentlichen gleichzeitig kämmt dereine Zahn des zweiten Schaltzahnrades 208, das an dem Stoppstift 230 befestigtist, mit den Zähnendes Antriebsrades 202, und das zweite Schaltzahnrad 208 wirdum einen festgelegten Winkel entgegen dem Uhrzeigersinn um den Haltepunktdes ersten Wellenelementes 204 gedreht, wobei der eineZahn des zweiten Schaltzahnrades 208 und einer der beiden Zähne desersten Schaltzahnrades 202 übereinanderliegen (vgl. 31).
    [0145] Dadurch wird der Verriegelungshebel 212, derdurch die Federkraft des ersten Federelementes 224 gezogenwird, leicht im Uhrzeigersinn um den Haltepunkt des zweiten Wellenelementes 210 gedreht.Wie in 31 dargestelltist, greift die Klinke 222 des Verriegelungshebels 212 andem Zahngesperre 14 des Gehäuses 16 an (verriegelterZustand).
    [0146] Wenn die Polarität des der nicht dargestelltenDrehantriebsquelle zuzuführendenStromes in dem verriegelten Zustand, in welchem die Klinke 222 desVerriegelungshebels 212 mit dem Zahngesperre 14 desGehäuses 16 inEingriff steht, um die Drehung der Innenverzahnung 24 inder oben beschriebenen Weise anzuhalten, umgekehrt wird, so werdendas Sonnenrad 20 und das Antriebsrad 202 durchdie Eingangswelle 28 entgegen dem Uhrzeigersinn gedreht.
    [0147] Wenn in dieser Situation der eineZahn des zweiten Schaltzahnrades 208 mit den Zähnen des Antriebsrades 202 kämmt, umsich um einen festgelegten Winkel um den Haltepunkt des ersten Wellenelementes 204 zudrehen, presst das zweite Schaltzahnrad 208 gegen den Stoppstift 230 (vgl. 32). Die beiden Zähne desersten Schaltzahnrades 206 kämmen mit den Zähnen desAntriebsrades 202, um sich im Uhrzeigersinn um einen festgelegtenWinkel um den Haltepunkt des ersten Wellenelementes 204 zudrehen. In dieser Situation läuftdie Walze 220, die axial an dem Vorsprung 218 desersten Schaltzahnrades 206 angebracht ist, über diedreieckige vorstehende Zunge 238 und wird durch den erstenEingriffsabschnitt 240, der an der Innenseite angeordnet ist,gehalten, um die Ursprungsposition wieder herzustellen.
    [0148] Gleichzeitig wird der Verriegelungshebel 212 durchdas erste Schaltzahnrad 206 gedrückt und die Kraft wird entgegendem Uhrzeigersinn um den Haltepunkt des zweiten Wellenelementes 210 aufgebracht.Die Klinke 222 des Verriegelungshebels 212 wirdvon dem Zahngesperre 14 des Gehäuses 16 getrennt,und die Innenverzahnung 24 wird aus dem verriegelten Zustandfreigegeben.
    [0149] Bei der siebten Ausführungsformwird der Zustand, in dem das Untersetzungsverhältnis (Geschwindigkeitsreduzierverhältnis) durchdie Abtriebswelle 36 über tragenwird, automatisch umgeschaltet oder geändert, und das verschiebbareElement des Stellgliedes wird mit hohem Drehmoment verschoben, wobeidie geringe Geschwindigkeit beibehalten werden kann. Dieser Zustandwird nicht durch die Drehzahl des Antriebsrades 202, daszusammen mit der Eingangswelle 28 gedreht wird, beeinflusst.Daher wird die siebte Ausführungsformvorzugsweise dann eingesetzt, wenn ein weiches Werkstück, bspw. einSchwamm, geklemmt wird oder wenn ein hohes Drehmoment für eine festgelegteZeitdauer aufrecht erhalten werden muss, bspw. wenn ein Pressvorgangdurchgeführtwird. Außerdemhat die siebte Ausführungsformden Vorteil, dass die Freigabe aus dem verriegelten Zustand sofortdurchgeführtwerden kann.
    权利要求:
    Claims (20)
    [1] Vorrichtung zur automatischen Änderungdes Untersetzungsverhältnisseszur Anordnung zwischen einer Drehantriebsquelle (61) undeinem Stellglied (66), welches ein durch eine Drehantriebskraft derDrehantriebsquelle (61) hin und her bewegtes verschiebbaresElement (62a, 62b) aufweist, mit: einem Planetengetriebemechanismus(26), der eine mit der Drehantriebsquelle (61)verbundene Eingangswelle (28) und eine mit dem Stellglied(66) verbundene Abtriebswelle aufweist sowie ein Sonnenrad(20), ein oder mehrere Planetenräder (22) und eineInnenverzahnung (24), die miteinander kämmen, einem Verriegelungsmechanismus,der die Drehung der Innenverzahnung (24) anhält, um dieInnenverzahnung (24) zu verriegeln, indem die Innenverzahnung(24), die in der gleichen Drehrichtung gedreht wurde wiedas Sonnenrad (20), in eine sich von der Richtung des Sonnenrades(20) unterscheidende Richtung gedreht wird, wenn eine Last,die ein festgelegtes Drehmoment überschreitet,von dem Stellglied (66) über die Abtriebswelle (36)auf die Innenverzahnung (24) ausgeübt wird, und einem Verriegelungsfreigabemechanismus,der das Untersetzungsverhältnis,das von der Abtriebswelle (36) auf das verschiebbare Element(62a, 62b) des Stellgliedes (66) überfragenwird, automatisch umschaltet, indem die Innenverzahnung (24)aus einem verriegelten Zustand freigegeben wird, indem das Sonnenrad(20) durch die Drehantriebsquelle (61) umgekehrtangetrieben wird, wenn das verschiebbare Element (62a, 62b)des Stellgliedes (66) von einer auswärts gehenden Richtung in eineeinwärtsgehende Richtung verschoben wird.
    [2] Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,dass der Verriegelungsmechanismus einen Verriegelungshebel aufweist,der an einem Wandabschnitt der Innenverzahnung vorgesehen ist, unddass die Innenverzahnung verriegelt wird, wenn der Verriegelungshebelmit einem Zahngesperre (14), das an einer inneren Umfangsfläche einesGehäuses(16) ausgebildet ist, in Eingriff tritt.
    [3] Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,dass der Verriegelungsmechanismus ein Kurvenstück (44) aufweist,welches zusammen mit der Eingangswelle drehbar ist, und dass derVerriegelungshebel einen Eingriffsvorsprung (58), welchermit einer an dem Kurvenstückausgebildeten V-Nut (48a, 48b) in Eingriff bringbarist, und eine Klinke (60), welche mit dem Zahngesperre(14) in Eingriff bringbar ist, aufweist.
    [4] Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,dass der Verriegelungshebel ein Paar von Verriegelungshebeln (54a, 54b)mit im Wesentlichen L-förmigemQuerschnitt aufweist, und dass das Paar von Verriegelungshebelndurch ein Federelement (56) aufeinander zu gezogen wird.
    [5] Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,dass das Paar von Verriegelungshebeln (54a, 54b)Langlöcher(50) aufweist, die es den Verriegelungshebeln (54a, 54b)erlauben, um festgelegte Winkel um Haltepunkte von Stiften (52)zu schwenken.
    [6] Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurchgekennzeichnet, dass der Verriegelungsfreigabemechanismus ein Federelement (56)aufweist, welches Enden eines Paares von Verriegelungselementen(54a, 54b) des Verriegelungsmechanismus aufeinanderzu zieht.
    [7] Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurchgekennzeichnet, dass der Verriegelungsfreigabemechanismus ein Kurvenstück (80)aufweist, das zusammen mit der Eingangswelle drehbar ist, und dassdas Kurvenstück(80) eine Führungsnut(78) mit V-förmigemQuerschnitt aufweist, um eine Walze (76), die an einemEingriffsvorsprung eines Verriegelungshebels des Verriegelungsmechanismusvorgesehen ist, zu führen.
    [8] Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurchgekennzeichnet, dass der Verriegelungsmechanismus und der Verriegelungsfreigabemechanismusein erstes Zahnrad (116), welches mit der Eingangswelleverbunden und zusammen mit dem Sonnenrad drehbar ist, ein zweites Zahnrad(118), welches mit dem ersten Zahnrad (116) kämmt, eindrittes Zahnrad (122), welches mit dem zweiten Zahnrad(118) kämmt,und eine feste Platte (114), welche an einem Gehäuse (16)befestigt ist, aufweist und dass ein Reibungselement (123) undein Eingriffselement (126) mit einem Paar von im WesentlichenU-förmigverzweigten Armen (124a, 124b) durch ein Wellenelement(120) axial zwischen dem dritten Zahnrad (122)und der festen Platte (114) gehalten werden.
    [9] Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet,dass ein Verriegelungselement (130), welches eine äußere Umfangsfläche umgibt,an dem Wellenelement (120) angebracht ist, und dass das Verriegelungselement(130) eine Klinke (128), die axial gehalten umeinen Haltepunkt des Wellenelementes schwenken kann, und einen Vorsprungsabschnitt(125), der mit dem Eingriffselement verbunden ist, aufweist.
    [10] Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet,dass die Innenverzahnung durch Eingriff der Klinke (128)des Verriegelungselementes (130) mit einem Außenumfangs-Zahngesperre(132), welches an einem Außenumfang der Innenverzahnung(24) ausgebildet ist, verriegelt wird.
    [11] Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurchgekennzeichnet, dass der Verriegelungsmechanismus und der Verriegelungslösemechanismusfolgende Elemente aufweisen: ein Kurvenstück, welches zusammen mit derEingangswelle (28) drehbar ist, einen Verriegelungshebel(146), welcher durch einen Stift (144a) axialan der Innenverzahnung (24) angebracht ist und eine Klinke(60) fürden Eingriff an einem Zahngesperre (14) eins Gehäuses (16)aufweist, einen Drehmomentbegrenzungshebel (148),welcher durch einen Stift (144b) an einer Position symmetrischzu dem Verriegelungshebel (146) axial an der Innenverzahnung(24) angebracht ist, und ein Federelement (152),welches an Vorsprüngen (150a, 150b)des Verriegelungshebels (146) und des Drehmomentbegrenzungshebels(148) angebracht ist und den Verriegelungshebel (146)und den Drehmomentbegrenzungshebel (148), die voneinander umeinen festgelegten Abstand getrennt sind, aufeinander zu zieht.
    [12] Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet,dass das Kurvenstück(142) einen kreisbogenförmigenAbschnitt (142a) und eine einzelne vorstehende Zunge (142b)aufweist.
    [13] Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet,dass das Kurvenstück(172) ein Paar von vorstehenden Zungen (172b, 172c),welche koaxial mit einem zentralen kreisbogenförmigen Abschnitt (172a)ausgebildet sind, aufweist, dass der zentrale kreisbogenförmige Abschnitt(172a) zwischen den vorstehenden Zungen (172b, 172c)angeordnet ist und dass ein Eingriffsmecha nismus (174) vorgesehenist, der mit einem Ende (158) einer der vorstehenden Zungen(172b, 172c) in Eingriff bringbar ist, wenn dasKurvenstück(172) gedreht wird.
    [14] Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet,dass der Eingriffsmechanismus (174) folgende Elemente aufweist: einPaar von Eingriffselementen (180a, 180b) mit symmetrischerForm, die säulenförmige Eingriffsabschnitte(176) zum Kontaktieren der Enden (158) der vorstehendenZungen (172b, 172c) des Kurvenstückes (172)aufweisen und die um festgelegte Winkel um Haltepunkte von Stiften(178) drehbar sind, ein Federelement (182),welches an Vorsprüngen desPaares von Eingriffselementen (180a, 180b) befestigtist und das Paar von Eingriffselementen (180a, 180b)aufeinander zu zieht, und ein Paar von Stoppstiften (183a, 183b),welche den Drehbereich des Paares von Eingriffselementen (180a, 180b)begrenzen und eine Entfernung zwischen den durch das Federelement(182) gezogenen Eingriffselementen (180a, 180b)begrenzen.
    [15] Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurchgekennzeichnet, dass der Verriegelungsmechanismus und der Verriegelungsfreigabemechanismusfolgende Elemente aufweisen: ein Antriebszahnrad (202),das eine Vielzahl von überseinen Umfang ausgebildeten Zähnenaufweist und zusammen mit der Eingangswelle (28) drehbar ist, einersten Schaltzahnrad (206) mit einer Mehrzahl von Zähnen undein zweites Schaltzahnrad (208) mit einem einzelnen Zahnoder einer Mehrzahl von Zäh nen,welche durch ein erstes Wellenelement (204) übereinanderaxial an der Innenverzahnung (24) gehalten werden und mitZähnendes Antriebszahnrades (202) kämmen, einen Verriegelungshebel(212), welcher durch ein zweites Wellenelement (210)axial und um einen festgelegten Winkel drehbar an der Innenverzahnung (24)gehalten wird, und einen Drehmomentbegrenzungshebel (216),welcher durch ein drittes Wellenelement (214) axial undum einen festgelegten Winkel drehbar an der Innenverzahnung (24)gehalten wird.
    [16] Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet,dass das erste Schaltzahnrad (206) mit der Mehrzahl vonZähnenund das zweite Schaltzahnrad (208) mit dem Einzelzahn oderder Mehrzahl von Zähnenso angeordnet sind, dass das erste Schaltzahnrad (206)und das zweite Schaltzahnrad (208) mit den Zähnen desAntriebsrades (202) kämmen,wobei sie in vertikaler Richtung übereinander angeordnet sind,und dass die Zähnedes ersten und zweiten Schaltzahnrades (206, 208)im Wesentlichen eine gleiche Zahnform aufweisen.
    [17] Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet,dass ein Arm (236), welcher mit einer Walze (220),die axial an dem ersten Schaltzahnrad (206) mit der Mehrzahlvon Zähnenangebracht ist, in Eingriff bringbar ist, an dem Drehmomentbegrenzungshebel(216) vorgesehen ist, und dass der Arm (236) einenersten Eingriffsabschnitt (240) zum Halten der Walze (220)an einer Ursprungsposition und einen zweiten Eingriffsabschnitt(242) zum Halten der Walze (220) wenn die Innenverzahnung(24) durch den Verriegelungshebel (212) in einemverriegelten Zustand ist, und einen dreieckigen Vorsprung (238), welcherzwischen dem ersten Eingriffsabschnitt (240) und dem Eingriffsabschnitt(242) angeordnet ist, aufweist.
    [18] Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurchgekennzeichnet, dass der Planetengetriebemechanismus (26)das einzelne Sonnenrad mit kleinem Durchmesser, die Mehrzahl von Planetenrädern mitjeweils einem mittleren Durchmesser mit gleichen Außendurchmesserund die einzelne Innenverzahnung mit großem Durchmesser aufweist, dassdie Vielzahl von Planetenrädern,die voneinander in Umfangsrichtung um festgelegte Winkel beabstandetsind, an einem Außenumfangdes Sonnenrades vorgesehen sind, welches in der Mitte angeordnetist, so dass die Planetenrädermit dem Sonnenrad so kämmen,dass sie um dieses umlaufen und sich um ihre Achsen drehen, unddass die Innenverzahnung an einem Außenumfang der Planetenräder vorgesehenist.
    [19] Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnetdurch ein Verbindungselement zum integralen Verbinden der Drehantriebsquellemit dem Stellglied.
    [20] Vorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet,dass das Verbindungselement Bolzen (67) aufweist, die inBefestigungsöffnungen(18) an vier Ecken eines Gehäuses (16) eingesetztwerden.
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    引用文献:
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