Vorrichtung zur Übertragung von Drehbewegungen unter Vermittlung von als Rotationskörper ausgebildeten Rollkörpern. Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Übertragung von Drehbewegungen unter Vermittlung von als Rotationskörper ausge bildeten Rollkörpern. Nach der Erfindung steht von dieser Vorrichtung jeder Roll- körper mit mindestens vier Wälzbahnen in Berührung, und es ist von diesen Bahnen mindestens eine am treibenden, eine am ge triebenen und eine an mindestens einem feststehenden Teil der Vorrichtung vorge sehen, wobei die Berührungen mit dem treiben den und dem festen Teil die Drehung der Rollkörper um die Mittelachse der Vorrich tung bewirken, während die Berührungen mit mindestens zwei Wälzbahnen desselben Vorrichtungsteils,
das heisst mit zwei Wälz- bahnen, die entweder am treibenden, ge triebenen oder am feststehenden Teil vorge sehen sind, die Eigendrehachse der Rotations körper festlegen.
Auf der beiliegenden Zeichnung sind schematisch mehrere Ausführungen der Er findung beispielsweise veranschaulicht. Fig. 1 zeigt eine Vorrichtung mit doppelt kegelförmigen Rollkörpern, von denen jeder mit mehreren an einem feststehenden Teil der Vorrichtung vorgesehenen Wälzbahnen in Punktberührung steht; Fig. 2 zeigt eine Vorrichtung, bei welcher zwei am getriebenen Teil vorgesehene Wälz- bahnen die Eigendrehachse der Rollkörper bestimmen; Fig. 3 zeigt eine Vorrichtung, bei der sowohl am treibenden, als an einem fest stehenden Teil zwei Wälzbahnen vorgesehen sind und jeder Rollkörper zwei zum Teil ineinander geschobene Hälften aufweist, die von Federn gegen jene Wälzbahnen gepresst werden;
Fig. 4 zeigt eine Vorrichtung mit zwei an der Drehung nicht teilnehmenden Wälz- bahnen, von denen eine jedoch die Möglich keit hat, sich vorübergehend zu drehen, und Fig. 5 zeigt eine Vorrichtung, mit zwei Sätzen von Rollkörpern, welche einen Venti- latorflügel antreiben. In Fig. 1 bezeichnet 1 eine treibende Welle, mit welcher eine Wälzbahn 2 ein starres Ganzes bildet. 3 bezeichnet doppelt kegelförmige Rollkörper, die in Punktberüh rung mit der Wälzbahn 2, sowie mit einer Wälzbahn 4, welche mit der getriebenen Welle 5 ein Ganzes bildet, und mit einer Anzahl von Wälzbahnen 6 stehen. Letztere sind an einem feststehenden Teil der Vor richtung vorgesehen.
Eine einerends auf die achsial verschiebbare Welle 5 einwirkende und anderends am Gehäuse 7 der Vorrich tung sich abstützende Feder 8 hat das Be streben, die Wälzbahn 4 gegen die Roll- körper 3 und diese gegen die Wälzbahnen 2 und 6 zu pressen. Beim Drehen der Welle 1 bedingt dann die Punktberührung der Rollkörper 3 mit den Wälzbahnen 6 eine Drehung dieser Körper um ihre durch die Wälzbahnen 6 bestimmte Eigendrehachse x-x und die Punktberührung der Roll- körper 3 mit den Wälzbahnen 2 und 6 eine Drehung dieser Körper um die Achse y-y der Vorrichtung. Die Rollkörper wälzen sich dabei auf den Bahnen 2, 4 und 6 ab und bewirken eine Übertragung der Drehbewegung von der Welle 1 auf die Welle 5.
Bedingung für das einwandfreie Arbeiten der beschriebe nen Vorrichtung ist, dass sämtliche Berüh rungspunkte der Rollkörper 3 mit den Wälz- bahnen 6 auf eine Gerade zu liegen kommen, was durch entsprechende Ausbildung der Wälzbahnen 6 leicht erreicht werden kann.
In Fig. 2 bezeichnet 1 wiederum die treibende und 5 die getriebene Welle. Die Rollkörper 3 sind auch hier als Rotations körper ausgebildet, und sie stehen in Punkt berührung mit einer Wälzbahn 13, welche mit der treibenden Welle 1 ein Ganzes bildet, sowie mit einer Wälzbahn 12, welche an einem feststehenden Teil 11 der Vorrich tung vorgesehen ist, und mit Wälzbahnen 9. 10.
Die letzteren bilden mit der getriebe nen Welle 5 ein starres Ganzes und die Berührungspunkte der Rollkörper 3 mit diesen Wälzbahnen 9, 10 bestimmen die Eigendrehachse x-x, um welche die Roll- körper beim Drehen der Welle 1 veranlasst werden, sich zu drehen, während die Punkt berührungen der Rollkörper 3 mit den Wälz- bahnen 12 und 13 das Drehen dieser Körper um die Achse y-y der Vorrichtung bedingen. Die sich drehenden Rollkörper wälzen sich dabei auf den Bahnen 9, 10, 12 und 13 ab, wobei Federn 14 und 15 für den erforder lichen Anpressungsdruck zwischen diesen in Punktberührung miteinander stehenden Teilen sorgen.
Wie in Fig. 3 gezeigt, können sowohl am treibenden Teil 16, als auch am fest stehenden Teil 17 je zwei Wälzbahnen vor gesehen sein. Die mit dem treibenden Teil starr verbundenen zwei Wälzbahnen sind in dieser Figur mit 18 und 19 und die mit dem feststehenden Teil 17 starr verbundenen Wälzbahnen mit 20 und 21 bezeichnet. 22 ist eine Witlzbahn, welche starr mit dem getriebenen Teil 23 verbunden ist. Die Rotationskörper bestehen hier aus zwei zum Teil ineinander geschobenen Hälften 24, 25, die von einer Feder 26 gegen die Wälz- bahnen 18, 19 und 20, 21 gepresst werden, während eine Feder 27 die Wälzbahn 22 gegen einen Ansatz 28 dieser Rollkörper presst.
Die Eigendrehachse x-x der Roll- körper 24, 25, 28 wird hier durch die Punktberührungen dieser Körper mit den Wälzbahnen 18, 19 und 20, 21 bestimmt. Eine derartige Vorrichtung ist so zu bauen, dass die Verbindungslinie der Berührungs punkte der Rollkörper mit den Wälzbahnen 20, 21 die Achse y-y der Vorrichtung an derselben Stelle schneidet wie die Verbin dungslinie der Berührungspunkte der Roll- körper mit den Wälzbahnen 18 und 19. Bei der dargestellten Ausführung sind diese Verbindungslinien parallel zur Achse y-y.
Bei der in Fig. 4 gezeigten Vorrichtung bezeichnen 29, 34 zwei mit dem festen Teile verbundene Wälzbahnen. Die Bahn 29 ist so ausgebildet, dass sie vorübergehend, das heisst nur ganz kurze Zeit, für bestimmte Zwecke (zum Beispiel um bei nicht regulier baren Maschinen einen sanften Anlauf zu erhalten) eine Drehbewegung ausführen kann. Da dies aber, wie gesagt, nur vorübergehend und zeitlich begrenzt der Fall ist, so ist diese Bahn 29 dennoch grundsätzlich als eine feste zu betrachten. In entsprechender Weise kann auch dafür gesorgt werden, dass sich die Bahn 34 vorübergehend in ähnlicher Weise bewegen kann.
Die Punkt berührungen der Rollkörper 31, die hier als Kugeln dargestellt sind, mit jenen Wälz- bahnen 29, 34 bestimmen die Eigendreh achse x-x der Kugeln 31, während die Punktberührungen mit einer Wälzbahn 32, die mit einer treibenden Welle 33 ein Ganzes bildet, und mit den Wälzbahnen 29 und 34 die Drehung der Rollkörper 31 um die Mittelachse y-y der Vorrichtung be dingen. Durch die auf den Bahnen 29, 30, 32, 34 sich abwälzenden Kugeln 31 wird die Drehbewegung von der Welle 33 auf die Welle 35 übertragen.
Die in Fig. 5 gezeigte Vorrichtung weist zwei Sätze 36, 37 von als Kugeln ausge bildeten Rollkörpern auf. Letztere stehen in Punktberührung mit einer Wälzbahn 38 bezw. 39. Diese zwei Bahnen sind so aus gebildet, dass sie sich mit der treibenden Welle 40 drehen müssen, aber mit Bezug aufeinander unter dem Einflusse einer Feder 41 eine Verschiebung in der Richtung der Mittelachse y-y der Vorrichtung ausführen können. 42, 43 und 44, 45 sind Wälzbahnen, die mit einem anzutreibenden Teile 46, der hier als drehbarer Flügel eines Ventilators ausgebildet ist, verbunden sind. Die An ordnung ist derart, dass die Wälzbahnen 42, 43 und die Wälzbahnen 44, 45 von einer Feder 47 gegen die Rollkörper 36 bezw. 37 gepresst werden.
Die Punktberührungen der Kugeln 36 mit den Wälzbahnen 42, 43 beziehungsweise die Punktberührungen der Kugeln 37 mit den Wälzbahnen 44, 45 bestimmen die Eigendrehachse x-x der Kugeln. 48 und 49 sind feststehende Wälz- bahnen, mit denen die Kugeln 36 beziehungs weise die Kugeln 37 in Punktberührung stehen. Mit Rücksicht auf das Ausgeführte dürfte die Wirkungsweise dieser Vorrichtung ohne weiteres klar sein. Für das Wesen der Erfindung spielt die Form der Rollkörper nur insofern eine Rolle, als sie als Rotationskörper ausgebildet sein müssen. Solange eine Berührung zwischen den Wälzbahnen und den Rollkörpern mög lich ist, spielt es ferner keine Rolle, ob die Wälzbahnen konkav, konvex oder als Fläche mit einer geraden Erzeugenden ausgebildet sind.
In letzterem Falle kann die Berührung zwischen Rollkörper und Wälzbahn anstatt in zwei oder mehreren voneinander unab hängigen Punkten in einer oder mehreren Berührungslinien stattfinden. Auch die Form der Mittel, welche für den erforderlichen Anpressungsdruck zwischen den Rollkörpern und den Wälzbahnen sorgen, spielt für das Wesen der Erfindung keine Rolle, so dass an Stelle von Federn auch andere äquivalente Mittel, wie zum Beispiel Einrichtungen 50 (Fig. 2 und 4) zur Erzeugung einer achsialen Kraft in Funktion des Drehmomentes, zur Anwendung kommen können.
Alle beschriebenen Ausführungsformen arbeiten mit festem Übersetzungsverhältnis. Falls die die Eigendrehachse der Roll- körper bestimmenden Wälzbahnen verstell bar ausgebildet werden, ist es auch mög lich, das Übersetzungsverhältnis, mit dem die Drehbewegung von der treibenden auf die getriebene Welle übertragen wird, zu ändern.
Wie in Fig. 3 und 5 veranschaulicht ist, können die bei den Anordnungen nach Fig. 1, 2 und 4 zur Aufnahme des benötigten ach- sialen Schubes erforderlichen Drucklager 51 dadurch teilweise (Fig. 3) oder ganz (Fig. 5) entbehrlich gemacht werden, dass man min destens eine der beweglichen Wälzbahnen in mindestens zwei Teile (18, 19 in Fig. 3) unterteilt und diese Teile, von denen mit jedem die Rollkörper in Berührung kommen, so anordnet, dass sie ein gegenseitiges Auf heben der verschiedenen auftretenden ach- sialen Kräfte bewirken, oder dass man die Aufhebung dieser Kräfte durch Vorsehen zweier Sätze von Rollkörpern (36, 37 in Fig. 5) zu erreichen trachtet.
Device for the transmission of rotary movements with the intermediation of rolling bodies designed as rotational bodies. The invention relates to a device for the transmission of rotary movements with the mediation of rolling bodies formed out as rotating bodies. According to the invention, each roller body of this device is in contact with at least four rolling tracks, and at least one of these tracks is provided on the driving, one on the driven and one on at least one fixed part of the device, the contacts with the drive the and the fixed part cause the rotation of the rolling bodies around the central axis of the device, while the contact with at least two roller tracks of the same device part,
that is, with two roller tracks, which are provided either on the driving, driven or on the fixed part, define the axis of rotation of the rotating body.
In the accompanying drawings, several versions of the invention are illustrated schematically, for example. 1 shows a device with double conical rolling elements, each of which is in point contact with a plurality of rolling paths provided on a fixed part of the device; 2 shows a device in which two roller tracks provided on the driven part determine the axis of rotation of the rolling elements; 3 shows a device in which two roller tracks are provided both on the driving part and on a stationary part and each roller body has two halves which are partly pushed into one another and which are pressed by springs against those roller tracks;
FIG. 4 shows a device with two roller tracks that do not participate in the rotation, one of which, however, has the ability to rotate temporarily, and FIG. 5 shows a device with two sets of roller bodies, which have a fan blade drive. In Fig. 1, 1 designates a driving shaft with which a rolling track 2 forms a rigid whole. 3 denotes double cone-shaped rolling bodies that are in Punktberüh tion with the rolling track 2, as well as with a rolling track 4, which forms a whole with the driven shaft 5, and with a number of rolling tracks 6 are. The latter are provided on a fixed part of the device before.
A spring 8 acting on the axially displaceable shaft 5 at one end and supporting itself on the housing 7 of the device at the other end has the task of pressing the rolling track 4 against the rolling elements 3 and these against the rolling tracks 2 and 6. When the shaft 1 rotates, the point contact of the roller bodies 3 with the roller tracks 6 causes these bodies to rotate about their own axis of rotation xx determined by the roller tracks 6 and the point contact of the roller bodies 3 with the roller tracks 2 and 6 causes these bodies to rotate about the axis yy of the device. The rolling elements roll on the tracks 2, 4 and 6 and cause the rotary movement to be transmitted from the shaft 1 to the shaft 5.
The condition for the proper operation of the device described is that all contact points of the rolling elements 3 with the rolling paths 6 come to lie on a straight line, which can easily be achieved by appropriately designing the rolling paths 6.
In Fig. 2, 1 again denotes the driving shaft and 5 the driven shaft. The rolling bodies 3 are also designed here as rotating bodies, and they are in point contact with a rolling track 13, which forms a whole with the driving shaft 1, and with a rolling track 12, which is provided on a stationary part 11 of the device, and with rolling tracks 9. 10.
The latter form a rigid whole with the geared shaft 5 and the points of contact of the rolling elements 3 with these rolling paths 9, 10 determine the axis of rotation xx around which the rolling elements are caused to rotate when the shaft 1 rotates, while the point Contact of the roller bodies 3 with the roller tracks 12 and 13 causes these bodies to rotate about the axis yy of the device. The rotating rollers roll on the tracks 9, 10, 12 and 13, with springs 14 and 15 for the required contact pressure between these parts in point contact with each other.
As shown in Fig. 3, both the driving part 16, as well as the fixed part 17 can be seen before two rolling tracks. The two roller tracks rigidly connected to the driving part are denoted by 18 and 19 in this figure and the roller tracks rigidly connected to the fixed part 17 by 20 and 21. 22 is a Witlzbahn which is rigidly connected to the driven part 23. The rotating bodies here consist of two halves 24, 25 partially pushed into one another, which are pressed by a spring 26 against the rolling tracks 18, 19 and 20, 21, while a spring 27 presses the rolling track 22 against a shoulder 28 of these rolling bodies.
The axis of rotation x-x of the rolling bodies 24, 25, 28 is determined here by the point contacts between these bodies and the rolling paths 18, 19 and 20, 21. Such a device is to be built so that the line connecting the points of contact of the rolling elements with the rolling tracks 20, 21 intersects the axis yy of the device at the same point as the connecting line of the contact points of the rolling elements with the rolling tracks 18 and 19. In the In the embodiment shown, these connecting lines are parallel to the yy axis.
In the device shown in FIG. 4, 29, 34 designate two roller tracks connected to the fixed part. The track 29 is designed so that it can temporarily, that is, only for a very short time, for certain purposes (for example to get a smooth start-up in non-regulable ble machines) a rotary movement. However, since this is the case, as said, only temporarily and for a limited time, this path 29 is nevertheless basically to be regarded as a fixed one. In a corresponding manner, it can also be ensured that the web 34 can temporarily move in a similar manner.
The point contacts of the rolling elements 31, which are shown here as balls, with those rolling paths 29, 34 determine the axis of rotation xx of the balls 31, while the point contacts with a rolling path 32, which forms a whole with a driving shaft 33, and with the rolling tracks 29 and 34 the rotation of the rolling bodies 31 about the central axis yy of the device be. The rotary movement is transmitted from the shaft 33 to the shaft 35 by the balls 31 rolling on the tracks 29, 30, 32, 34.
The device shown in Fig. 5 has two sets 36, 37 of rolling bodies formed out as balls. The latter are in point contact with a rolling track 38 respectively. 39. These two tracks are designed in such a way that they must rotate with the driving shaft 40 but, with respect to one another, can perform a displacement in the direction of the central axis y-y of the device under the influence of a spring 41. 42, 43 and 44, 45 are roller tracks which are connected to a part 46 to be driven, which is designed here as a rotatable blade of a fan. The order is such that the rolling tracks 42, 43 and the rolling tracks 44, 45 respectively by a spring 47 against the rolling elements 36. 37 can be pressed.
The point contacts of the balls 36 with the roller tracks 42, 43 or the point contacts of the balls 37 with the roller tracks 44, 45 determine the natural axis of rotation x-x of the balls. 48 and 49 are fixed roller tracks with which the balls 36 and the balls 37 are in point contact. In view of what has been said, the mode of operation of this device should be readily apparent. For the essence of the invention, the shape of the rolling bodies only plays a role insofar as they have to be designed as rotating bodies. As long as contact between the rolling tracks and the rolling elements is possible, please include, it does not matter whether the rolling tracks are concave, convex or designed as a surface with a straight generating line.
In the latter case, the contact between the rolling element and the rolling path can take place in one or more lines of contact instead of in two or more mutually independent points. The shape of the means, which ensure the required contact pressure between the rolling elements and the roller tracks, does not play a role in the essence of the invention, so that instead of springs, other equivalent means, such as devices 50 (FIGS. 2 and 4 ) to generate an axial force as a function of the torque can be used.
All of the described embodiments work with a fixed transmission ratio. If the roller paths that determine the axis of rotation of the rolling elements are adjustable, it is also possible to change the transmission ratio with which the rotary movement is transmitted from the driving shaft to the driven shaft.
As illustrated in FIGS. 3 and 5, the thrust bearings 51 required in the arrangements according to FIGS. 1, 2 and 4 to absorb the required axial thrust can thereby be partially (FIG. 3) or entirely (FIG. 5) made superfluous be that at least one of the movable roller tracks is divided into at least two parts (18, 19 in Fig. 3) and these parts, with each of which the rolling elements come into contact, are arranged so that they mutually lift the various occurring cause axial forces, or that one tries to achieve the cancellation of these forces by providing two sets of rolling bodies (36, 37 in FIG. 5).