(19) *DE102014015800A120160428* (10) DE 10 2014 015 800 A1 2016.04.28 (12) Offenlegungsschrift (21) Aktenzeichen: 10 2014 015 800.4 (22) Anmeldetag: 24.10.2014 (43) Offenlegungstag: 28.04.2016 (71) Anmelder: HAB Hallen- und Anlagenbau GmbH, 17509 Wusterhusen, DE (51) Int Cl.: F16H 19/04 (2006.01) (72) Erfinder: Ehrke, Manfred, 17389 Anklam, DE; Wulff, Andreas, 17454 Zinnowitz, DE (74) Vertreter: Scheunemann, Detlef, Dipl.-Ing., 18581 Putbus, DE Die folgenden Angaben sind den vom Anmelder eingereichten Unterlagen entnommen (54) Bezeichnung: Vorrichtung zur Umwandlung von Linearbewegungen in Drehbewegungen (57) Zusammenfassung: Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Umwandlung von Linearbewegungen in Drehbewegungen über eine Zahnstangen-Zahnradgetriebe, das aus einer Zahnstange, Zahnstangenritzel, Wellen und Zahnräder mit Freilauf besteht. An zwei parallel angeordneten Wellen (1, 2) sind zwei Triebstockritzel (3, 4) starr befestigt und zwischen den Triebstockritzel (3, 4) ist ein als Zahnstange mit Verzahnungen (13, 14) auf den gegenüberliegenden Seiten ausgebildeter Triebstock (5) angeordnet. Auf den Wellen (1, 2) sitzen ebenfalls zwei Übersetzungsritzel (6, 7) mit gegenläufigen Freiläufen (11, 12), wobei zwischen den beiden Übersetzungsritzel (6, 7) ein Zwischenrad (8) mit einer an dem Zwischenrad (8) befestigten Abtriebswelle (9) angeordnet ist.
Beschreibung [0001] Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Umwandlung von Linearbewegungen in Drehbewegungen über eine Zahnstangen-Zahnradgetriebe. [0002] Die DE 30 41 190 C2 beschreibt ein Zahnstangen-Zahnradgetriebe zur Umwandlung einer hinund hergehenden Bewegung in eine Rotationsbewegung oder umgekehrt mit vier auf vier verschiedenen Wellen angebrachten gleichen, miteinander kämmenden Zahnrädern, einer beidseitig in mehreren Zahnreihen verzahnten Zahnstange, Zahnradsegmenten, vier treibenden und zwei getriebenen Scheiben sowie vier vollverzahnten Zahnräder mit Freilauf. Die Zahnstange ist beidseitig in je acht Zahnreihen (Unterfelder) aufgeteilt, wobei in 12 ihrer 16 Zahnreihen je zwei aus drei Zahnradsegmenten zusammengesetzte Verbünde sowie in die restlichen vier Zahnreihen beidseitig je zwei der vollverzahnten Zahnräder mit Freilauf eingreifen. Die beiden verzahnten Seiten der Zahnstange sind jeweils in zwei Felder aufgeteilt, die ihrerseits durch Anbringen schmaler Nuten in je vier Unterfelder unterteilt sind, von denen 12 Unterfelder teilverzahnt und vier Unterfelder vollverzahnt sind. In die vier Unterfelder der oberen Hälfte der Zahnstange greifen beidseitig je zwei gleiche mit zwei Zähnen versehene Zahnradsegmente ein, wobei in die vier Unterfelder der oberen Hälfte der Zahnstange beidseitig je zwei gleiche mit zwei Zähnen versehene Zahnradsegmente eingreifen. In die vier Unterfelder der unteren Hälfte der Zahnstange greifen beidseitig jeweils zwei gleiche mit einem einzigen Zahn versehene Zahnradsegmente ein, während in die vier Unterfelder der oberen bzw. unteren Hälfte der Zahnstange beidseitig je zwei gleiche Zahnkränze eingreifen. Zwei dieser Zahnradsegmente sind mit einem Zahnkranz zu einem gemeinsamen Zahnkranz verbunden, dessen Zähne auf drei verschiedenen Ebenen liegen, dessen Zähnezahl die Hälfte der Zähneanzahl eines entsprechenden vollverzahnten Zahnrades gleicher Dimensionen mit gerader Zähneanzahl beträgt. Beidseitig der Zahnstange in ihre obere Hälfte greifen je zwei solcher Zahnkranzverbunde ein, wobei die Verzahnung der Verbünde der Verzahnung der Zahnstange entspricht. Zwei der Zahnradsegmente sind mit einem Zahnkranz zu einem gemeinsamen Zahnkranz verbunden, dessen Zähne auf drei verschiedenen Ebenen liegen, dessen Zähneanzahl die Hälfte minus 2 der Zähneanzahl eines entsprechenden vollverzahnten Zahnrades gleicher Dimensionen mit angerader Zähneanzahl beträgt. Beidseitig der Zahnstange greifen in ihre untere Hälfte je zwei solcher Zahnkranzverbunde ein, wobei die Verzahnung der Verbünde der Verzahnung der Zahnstange entspricht. Auf den Wellen ist je eine im Querschnitt teilskreisförmig ausgebildete treibende Scheibe und an den beiden Zahnstangenenden je eine im Querschnitt teilkreisförmig ausgebildete Scheibe angeordnet, wobei die Umschaltbewegung der Zahnstange im Bereich von zwei Teilungen jeweils dadurch erfolgt, dass je ein rotierendes Scheibenpaar je eine in einem in der Zahnstange angebrachten Schlitz gleitende, durch den Druck einer Feder belastete und dadurch auch die Zahnstange antreibende Scheibe geradlinig entgegen dem Federdruck bewegt. [0003] In der DE 34 14 447 A1 wird eine Vorrichtung zur Umsetzung von linearer Schwingbewegung in Drehbewegung und/oder zur Umsetzung von Drehbewegung in lineare Schwingbewegung beschrieben. Zwei starr miteinander verbundene, seitlich gegeneinander versetzte [0004] Zahnstangen versetzen eine Welle über zwei voneinander unabhängige, auf dieser gemeinsamen Welle befindliche und den Zahnritzeln zugeordnete, mit der Welle verbundene, voneinander unabhängige Freiläufe dadurch in Drehbewegung), dass eine Zahnstange in ihrer Bewegungsrichtung über das zugeordnete Zahnritzel und den zugeordneten Freilauf die Welle in Drehbewegung versetzt, während die andere Zahnstange auf der Gegenseite der Welle seitlich versetzt, über ihr zugeordnetes Zahnritzel und zugeordneten Freilauf die Welle dann in Drehbewegung versetzt, wenn sich die Zahnstange in der entgegengesetzten Richtung bewegt, wobei über auf die Welle durch das Zahnritzel übertragene Drehbewegung Freiläufe und zugeordnete Zahnritzel Drehbewegung in lineare Schwingbewegung über die beiden Zahnstangen umsetzen. [0005] Die im Stand der Technik beschrieben Lösungen sind in Ihrem Aufbau sehr kompliziert und dadurch sehr teuer sowie sehr störanfällig. Bei der Umwandlung einer linearen Schwingbewegung, wie der Meeres-Wellenbewegung in eine Drehbewegung zum Antrieb eines Generators als eine Offshore-Anlage sind diese Lösungen vollkommen ungeeignet und nicht einzusetzen. [0006] Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Vorrichtung zur Umwandlung von Linearbewegungen in Drehbewegung zu entwickeln, die eine zuverlässige und Umwandlung von linearen Bewegungen in Drehbewegungen erlaubt und über einen langen Zeitraum unter den Bedingungen von Offshore- Anlagen arbeitet. [0007] Die Aufgabe der Erfindung wird durch eine Vorrichtung zur Umwandlung einer linearen Bewegung in eine Rotationsbewegung mit einem Zahnstangen-Zahnradgetriebe gelöst, das aus einer Zahnstange, Zahnstangenritzel, Wellen und Zahnräder mit Freilauf besteht. An zwei parallel angeordneten Wellen (1, 2) sind zwei Triebstockritzel (3, 4) starr befestigt und zwischen den Triebstockritzel (3, 4) ist ein als Zahnstange mit Verzahnungen (13, 14) auf den gegenüberliegenden Seiten ausgebildeter Triebstock 2/7
(5) angeordnet. Auf den Wellen (1, 2) sitzen ebenfalls zwei Übersetzungsritzel (6, 7) mit gegenläufigen Freiläufen (11, 12), wobei zwischen den beiden Übersetzungsritzel (6, 7) ein Zwischenzahnrad (8) mit einer an dem Zwischenzahnrad (8) befestigten Abtriebswelle (9) angeordnet ist. [0008] Die Wellen (1, 2) sind in Brücken (10) parallel gelagert. [0009] Die Freiläufe (11, 12) können in einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung gekapselt ausgebildet und mit einer Stopfbuchse versehen sein. [0012] An zwei parallel angeordneten Wellen (1, 2) sind zwei Triebstockritzel (3, 4) starr befestigt. Zwischen den Triebstockritzel (3, 4) ist ein Triebstock (5) als eine Zahnstange mit Verzahnungen (13, 14) auf den gegenüberliegenden Seiten angeordnet. Auf den Wellen (1, 2) sitzen ebenfalls zwei Übersetzungsritzel (6, 7) mit gegenläufigen Freiläufen (11, 12), wobei zwischen den beiden Übersetzungsritzel (6, 7) ein Zwischenzahnrad (8) mit einer an dem Zwischenzahnrad (8) befestigten Abtriebswelle (9) angeordnet ist. Die Wellen (1, 2) sind in Brücken (10) parallel gelagert. Durch die lineare Bewegung des Triebstocks (5) nach oben und nach unten werden die Triebstockritzel (3, 4) in eine Rotationsbewegung versetzt. Da auf den Wellen (1, 2) ebenfalls die Übersetzungsritzel (6, 7) mit ihren Freiläufen angeordnet sind, werden diese ebenfalls in eine Rotationsbewegung versetzt, wobei durch die gegenläufigen Freiläufe bei der Bewegung des Triebstocks (5) nach oben das Übersetzungsritzel (6) in Rotation und bei der Bewegung des Triebstock (5) nach unten das Übersetzungsritzel (7) in Rotation versetzt. Durch die gegenläufigen Freiläufe in den Übersetzungsritzel (6, 7) werden die Übersetzungsritzel (6, 7) unabhängig von der linearen Bewegung des Triebstocks (5) nach oben oder nach unten immer in eine Rotation mit gleicher Drehrichtung versetzt. [0010] In eine weitere Ausgestaltung der Erfindung ist die Antriebswelle (9) mit einem Schwungrad verbunden. [0011] Die Erfindung wird nun an einem Beispiel erläutert, wobei die Fig. 1 eine schematische Skizze der Vorrichtung, die Fig. 2 eine weitere skizzenhafte Darstellung der Vorrichtung, die Fig. 3 eine schematische Darstellung einer Draufsicht auf die Vorrichtung und die Fig. 4 eine Skizze des Triebstocks (5) mit den Triebstockritzeln (3, 4) zeigt, wobei Bezugszeichenliste 1 Welle 2 Welle 3 Triebstockritzel 4 Triebstockritzel 5 Triebstock 6 Übersetzungsritzel 7 Übersetzungsritzel 8 Zwischenzahnrad 9 Abtriebswelle 10 Brücke 11 Freilauf des Übersetzungsritzel (6) 12 Freilauf des Übersetzungsritzel (7) 13 Verzahnung des Triebstockritzels (5) 14 Verzahnung des Triebstockritzels (5) bedeuten. 3/7
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG DE 10 2014 015 800 A1 2016.04.28 Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen. Zitierte Patentliteratur - DE 3041190 C2 [0002] - DE 3414447 A1 [0003] 4/7
Patentansprüche 1. Vorrichtung zur Umwandlung einer linearen Bewegung in eine Rotationsbewegung mit einem Zahnstangen-Zahnradgetriebe, das aus einer Zahnstange, Zahnstangenritzel, Wellen und Zahnräder mit Freilauf besteht, dadurch gekennzeichnet, dass an zwei parallel angeordneten Wellen (1, 2) zwei Triebstockritzel (3, 4) starr befestigt sind und zwischen den Triebstockritzel (3, 4) ein als Zahnstange mit Verzahnungen (13, 14) auf den gegenüberliegenden Seiten ausgebildeter Triebstock (5) angeordnet ist und auf den Wellen (1, 2) ebenfalls zwei Übersetzungsritzel (6, 7) mit gegenläufigen Freiläufen (11, 12) sitzen, wobei zwischen den beiden Übersetzungsritzel (6, 7) ein Zwischenrad (8) mit einer an dem Zwischenrad (8) befestigten Abtriebswelle (9) angeordnet ist. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Wellen (1, 2) in Brücken (10) parallel gelagert sind. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Freiläufe gekapselt ausgebildet sind und mit einer Stopfbuchse versehen sind. 4. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass an der Abtriebswelle (9) ein Schwungrad befestigt ist. Es folgen 2 Seiten Zeichnungen DE 10 2014 015 800 A1 2016.04.28 5/7
Anhängende Zeichnungen 6/7
7/7