CH493758A

CH493758A - Drehzahlveränderndes Getriebe zur Gewährleistung eines gewünschten festen Drehzahlverhältnisses zwischen zwei koaxialen Wellen

Info

Publication number: CH493758A
Application number: CH1008069A
Authority: CH
Inventors: Palkhiwala Jagat Punjabhai
Original assignee: Palkhiwala Jagat Punjabhai
Priority date: 1969-07-01
Filing date: 1969-07-01
Publication date: 1970-07-15
Also published as: CH493759A

Description

Drehzahlveränderndes Getriebe zur Gewährleistung eines gewünschten festen Drehzahlverhältnisses zwischen zwei koaxialen Wellen
Die Erfindung betrifft ein drehzahlveränderndes Getriebe zur Gewährleistung eines gewünschten festen Drehzahlverhältnisses zwischen zwei koaxialen Wellen.

In der britischen Patentschrift 926 266 ist bereits vorgeschlagen worden, ein Exzentergetriebe mit zwei aufeinander abrollenden Rädern anzuwenden, von denen das eine Rad drehfest mit einer Welle verbunden ist und das andere Rad aussermittig von einem Exzenterlager auf einer zweiten Welle getragen wird und durch eine Ausgleichvorrichtung gegen eine Drehung relativ zu einem Getriebegehäuse festgelegt ist, jedoch in der Weise, dass eine Hin- und Herbewegung bzw.

Verschiebung nicht behindert ist. Diese Vorrichtung kennzeichnet sich dadurch, dass die Ausgleichvorrichtung mindestens ein Glied von kreisförmigem Querschnitt aufweist, das am Getriebegehäuse oder am exzentrisch gelagerten abrollenden Rad gelagert ist und mit der Wand einer kreisförmigen Querschnitt besitzenden Bohrung im anderen Teil in Berührung steht und sich in der Bohrung dreht bzw. an der Wand abrollt, wobei die Drehachse des drehbaren Glieds und die Achse der Bohrung um ein der Exzentrizität des Lagers für das exzentrisch gelagerte, abrollende Rad entsprechendes Stück voneinander entfernt sind.

Weiterhin ist in der britischen Patentschrift 923 508 ein Exzentergetriebe mit veränderbarem Über- setzungsverhältnis beschrieben, das zwei miteinander kämmende Zahnräder aufweist, von denen das eine mit einer Getriebewelle verbunden und das andere drehbar auf einem mit einer zweiten Getriebewelle gekoppelten Exzenter gelagert und durch eine Ausgleichvorrichtung gegen eine Drehung relativ zum Getriebegehäuse festgelegt ist, ohne die durch die Drehung des Exzenters erforderliche Hin- und Herbewegung zu behindern, dessen Besonderheit darin besteht, dass die Exzentrizität des Exzenters variabel ist und dass die Zahnräder an unterschiedlichen Eingriffsradien entsprechend der jeweiligen Exzentrizität miteinander in Eingriff bringbar sind.

Demgegenüber besteht die Aufgabe der Erfindung in erster Linie in der Schaffung einer Vorrichtung, bei welcher Reibungsverluste herabgesetzt werden und die gleichmässig bzw. ruckfrei läuft und für die Übertragung hoher Leistungen geeignet ist.

Diese Aufgabe wird bei einem drehzahlverändernden Getriebe zur Gewährleistung eines gewünschten festen Drehzahlverhältnisses zwischen zwei koaxialen Wellen von denen die eine eine Hochdrehzahl-Welle und die andere eine Niedrigdrehzahl-Welle ist, mit einem Innen- und einem Aussenzahnrad mit unterschiedlicher Zähnezahl, von denen das erste Zahnrad drehbar auf einem Exzenterabschnitt der Hochdrehzahl-Welle gelagert und das zweite vorrichtungsfest ist, wobei das ersgenannte Zahnrad bei der Drehung der Hochdrehzahl-Welle als Ganzes in einer durch den Exzenterabschnitt der Hochdrehzahl-Welle beschriebenen Kreisbahn läuft und sich infolge seines Eingriffs mit dem vorrichtungsfesten zweiten Zahnrad auch um seine eigene Achse dreht, erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass an der Niedrigzahl-Welle ein Flansch vorgesehen ist,

dessen Drehbewegung auf das erstgenannte Zahnrad über einen Zwischenkörper übertragen wird, der in Eingriffsverhältnis zwischen das erstgenannte Zahnrad und den Flansch eingefügt ist, und dass der Zwischenkörper durch das erstgenannte Zahnrad in Drehung versetzt wird und während seiner Drehung eine lineare Schwingbewegung relativ zum erstgenannten Zahnrad sowie eine zweite lineare Schwingbewegung relativ zum Flansch durchführt, wobei die beiden Schwingbewegungen unter einem rechten Winkel zueinander und senkrecht zu den koaxialen Wellen erfolgen.

Im folgenden ist die Erfindung in bevorzugten Ausführungsbeispielen anhand von Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 einen Schnitt durch das Getriebe, bei welchem ein Aussenzahnrad auf einem Exzenterabschnitt einer Hochdrehzahl-Welle gelagert ist, während ein Innenzahnrad ortsfest angebracht ist,
Fig. 2 eine auseinandergezogene Ansicht des Getriebes gemäss Fig. 1, aus welcher die Mittel zur Herstellung des Eingriffs über Nuten und Kugeln deutlich ersichtlich sind,
Fig. 3 einen Schnitt durch eine abgewandelte Ausführungsform der Erfindung, bei welcher ein Innenzahnrad auf einem Exzenterabschnitt einer Hochdrehzahl-Welle gelagert und ein Aussenzahnrad ortsfest ist, und
Fig.

4 eine auseinandergezogene Darstellung zur Veranschaulichung einer abgewandelten Einrichtung zur Herstellung des Eingriffs zwischen dem Zwischenkörper und einem auf einer Hochdrehzahl-Exzenterwelle sitzenden Zahnrad sowie einem an einer Niedrigdrehzahl-Welle vorgesehenen Flansch beim Getriebe gemäss Fig. 1.

Gemäss den Fig. 1 und 2 ist eine Hochdrehzahl Welle 1 in Lagern 2 gelagert und mit einem Exzenterabschnitt 3 versehen, auf welchem mittels eines Lagers 5 ein Aussenzahnrad 4, beispielsweise ein Stirnzahnrad, gelagert ist. Ein vorrichtungsfestes Innenzahnrad 6 kämmt mit dem Aussenzahnrad 4, das eine kleinere Zähnezahl besitzt als das Innenzahnrad 6.

Das Aussenzahnrad 4 weist einen einstückig mit ihm ausgebildeten Flansch 7 auf, der mindestens eine einen V-förmigen Querschnitt besitzende, sich über seinen Gesamtdurchmesser erstreckende Aussparung bzw.

Nut 8 aufweist. Eine Zwischenscheibe 9 weist ebenfalls in ihrer Stirnfläche 11 eine V-förmige Nut 10 auf, welche der Nut 8 zugekehrt ist, wobei zwischen beide Nuten 8 und 10 Kugeln 12 eingefügt sind. Diese Kugeln 12 werden durch einen Käfig 13 mit Bohrungen 14, in welchen die Kugeln 12 angeordnet sind, in ihrer Lage gehalten.

An der gegenüberliegenden Stirnfläche 15 der Zwischenscheibe 9 ist ebenfalls eine V-förmige Nut 16 ausgebildet, die unter einem rechten Winkel zu den Nuten 8 und 10 angeordnet ist.

Eine Niedrigdrehzahl-Welle 17 weist einen Flansch 18 mit einer an seiner Stirnfläche 19 ausgebildeten Nut 20 auf, wobei zwischen die Nuten 16 und 20 Kugeln 21 eingefügt sind. Die beiden Nuten 16 und 20 liegen unter einem rechten Winkel zu den Nuten 8 und 10.

Die Kugeln 21 werden von einem Käfig 22 derselben Art wie der Käfig 13 gehalten und ausgerichtet.

Am Exzenterabschnitt 3 der Welle 1 ist ein Gegengewicht 23 mittels einer Keilfeder befestigt, um einen Ausgleich für das Gewicht des Aussenzahnrades 4 zu schaffen und Schwingungen bei hohen Drehzahlen zu unterbinden.

Auf einen Gehäuse-Körper 25 ist eine Sicherungs Mutter 24 aufgeschraubt, mit deren Hilfe jegliches Spiel zwischen dem Aussenzahnrad 4 und der Zwischenscheibe 9 sowie zwischen der Zwischenscheibe 9 und dem auf der Niedrigdrehzahl-Welle 17 vorgesehenen Flansch 18 beseitigt werden kann. Die Mutter 24 kann auch zum Kompensieren von nach einiger Betriebszeit auftretendem Verschleiss an den V-förmigen Nuten 8, 10 und 16, 20 benutzt werden.

Bei der abgewandelten Ausführungsform gemäss Fig. 3 weist die Hochdrehzahl-Welle 1 eine Exzenterwelle 3 auf, auf welcher über ein Lager 27 ein Innenzahnrad 26 drehbar gelagert ist, das mit einem vorrichtungsfesten Aussenzahnrad 28 kämmt. Das Innenzahnrad 26 ist mit einer V-förmigen Nut 29 versehen. In jeder anderen Hinsicht entspricht die Anordnung der Vorrichtung gemäss Fig. 1.

Gemäss Fig. 4 können anstelle der V-förmigen Nuten und der Kugeln gemäss den Fig. 1 und 2 auch andere Mittel angewandt werden. Beispielsweise weist das Aussenzahnrad 4 eine abstehende Rippe 30 auf, deren einander gegenüberliegende Flächen 31 und 32 die Abwälzflächen für Rollen 33 bilden. Diese Rollen 33 werden durch einen Käfig 34 gehalten und ausgerichtet, der anders ausgebildet ist als der Kugel-Käfig gemäss Fig. 1.

Genauer gesagt,-besitzt er die Konfiguration eines U-Profils mit zwei Seitenwänden 35 und 36, in denen Fenster bzw. Aussparungen 37 zur Aufnahme der Rollen 33 ausgebildet sind. Dieser Käfig 34 ist in eine U-Profilförmigen Querschnitt besitzende Nut 38 eingesetzt, die quer über den Durchmesser der Zwischenscheibe 9 ausgebildet ist. Eine ähnliche Eingriffeinrichtung ist gemäss Fig. 4 zwischen der Zwischenscheibe 9 und dem Flansch 18 auf der Niedrigdrehzahl-Welle 17 vorgesehen. In jeder anderen Beziehung gleicht diese Anordnung der Vorrichtung gemäss Fig. 1.

Im folgenden ist die Arbeitsweise des beschriebenen Getriebes näher erläutert:
Wenn sich die Hochdrehzahl-Welle 1 gemäss den Fig. 1 und 2 dreht, läuft ihre Exzenterwelle 3 um die Achse der Welle 1 herum. Da das Aussenzahnrad 4 drehbar auf der Exzenterwelle 3 gelagert ist und mit dem feststehenden Innenzahnrad 6 kämmt, führt es die beiden folgenden Bewegungen durch:
1. Es bewegt sich als Ganzes in einer Kreisbahn um die Achse der Welle 1 und
2. es dreht sich um seine eigene Achse.

Der Flansch 7 des Aussenzahnrades 4 treibt die Zwischenscheibe 9 über die Kugeln 12 an, so dass die Zwischenscheibe 9 zwei Bewegungen durchführt:
1. Sie schwingt längs der Achse der Nuten 8 und 10 gegenüber dem Aussenzahnrad und
2. sie dreht sich infolge der Nuten und Kugeln mit derselben Drehzahl wie das Aussenzahnrad 4. Die Zwischenscheibe 9 treibt den Flansch 18 der Niedrigdrehzahl-Welle über die in die V-förmigen Nuten 16 und 20 eingreifenden Kugeln 21, so dass sich der Flansch 18 um seine eigene Achse dreht und hierdurch die Niedrigdrehzahl-Welle 17 mit der Drehzahl der Zwischenscheibe 9 und folglich des Aussenzahnrades 4 antreibt.

Die Drehzahl des Aussenzahnrades 4 wird durch die Anzahl von Zähnen an den Zahnrädern 4 und 6 bestimmt.

Wenn die Hochdrehzahl-Welle 1 gemäss Fig. 3 in Drehung versetzt wird, läuft ihre Exzenterwelle 3 um die Achse der Wellel. Da das Innenzahnrad 26 drehbar auf der Exzenterwelle 3 gelagert ist und mit einem feststehenden Aussenzahnrad 28 kämmt, führt es zwei Bewegungen durch, ähnlich wie das Aussenzahnrad gemäss Fig. 1. Die restliche Arbeitsweise ist dieselbe wie vorstehend in Verbindung mit den Fig. 1 und 2 beschrieben.

Das beschriebene Getriebe stellt somit eine Vorrichtung dar, bei welcher ein festes Drehzahlverhältnis zwischen einer Eingangs- bzw. Antriebswelle und einer Ausgangs- bzw. Abrtriebswelle durch Verwendung eines Innen- und eines Aussenzahnrades mit unterschiedlicher Zähnezahl erreicht wird, wobei das eine Zahnrad drehbar auf einem Exzenterabschnitt der Hochdrehzahl-Welle gelagert ist, während das andere Zahnrad vorrichtungsfest ist. Die Niedrigdrehzahl Welle weist einen Flansch auf, und zwischen den Flansch und das auf der Hochdrehzahl-Welle sitzende Zahnrad ist ein Zwischenkörper in Form einer Scheibe eingefügt, die durch das auf der Hochdrehzahl-Welle sitzende Zahnrad angetrieben bzw. mitgenommen wird und ihrerseits die Drehbewegung auf den Flansch überträgt.

Zwischen dem Zahnrad und der Zwischenscheibe sowie zwischen der Zwischenscheibe umd dem Flansch sind Mittel vorgesehen, unter deren Einfluss die Zwischenscheibe während der Drehbewegung eine erste lineare Schwingbewegung relativ zum Zahnrad und eine zweite lineare Schwingbewegung relativ zum Flansch durchführt, wobei diese Schwingbewegungen unter einem rechten Winkel zueinander erfolgen.

Claims

PATENTANSPRUCH

Drehzahlveränderndes Getriebe zur Gewährleistung eines gewünschten festen Drehzahlverhältnisses zwischen zwei koaxialen Wellen, von denen die eine eine Hochdrehzahl-Welle und die andere eine Niedngdreh- zahl-Welle ist, mit einem Innen- und einem Aussenzahnrad mit unterschiedlicher Zähnezahl, von denen das erste Zahnrad (4, 26) drehbar auf einem Exzenterabschnitt (3) der Hochdrehzahl-Welle gelagert und das zweite (6, 28) vorrichtungsfest ist, wobei das erstgenannte Zahnrad bei der Drehung der Hochdrehzahl Welle als Ganzes in einer durch den Exzenterabschnitt der Hochdrehzahl-Welle beschriebenen Kreisbahn läuft und sich infolge seines Eingriffes mit dem vorrichtungsfesten zweiten Zahnrad auch um seine eigene Achse dreht, dadurch gekennzeichnet, dass an der Niedrigdrehzahl-Welle (17) ein Flansch (18) vorgesehen ist,

dessen Drehbewegung auf das erstgenannte Zahnrad und den Flansch eingefügt ist, und dass der Zwischenkörper durch das erstgenannte Zahnrad in Drehung versetzt wird und während seiner Drehung eine lineare Schwinbewegung relativ zum erstgenannten Zahnrad sowie eine zweite lineare Schwingbewegung relativ zum Flansch durchführt, wobei die beiden Schwingbewegungen unter einem rechten Winkel zueinander und senkrecht zu den koaxialen Wellen (1; 17) erfolgen.

UNTERANSPRÜCHE 1. Gebtriebe nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass an der Stirnfläche des am Exzenterabschnitt (3) der Hochdrehzahl-Welle (1) gelagerten Zahnrads (26; 4) eine sich diametral über diese Stirnfläche erstreckende Nut (8; 29) ausgebildet ist und eine entsprechende Nut (10) an der gegenüberliegenden Stirnfläche des Zwischenkörpers (9) vorgesehen ist, dass zwischen die beiden Nuten Kugeln (12) eingefügt sind, die durch die Bohrungen in einem zwischen das Zahnrad und den Zwischenkörper eingesetzten Käfig (14) festgehalten werden, dass an der anderen Stirnfläche des Zwischenkörpers eine zweite, unter einem rechten Winkel zur ersten Nut verlaufende Nut (16) vorgesehen ist und eine entsprechende Nut (20) in der zugewandten Stirnfläche des auf der Niedrigdrehzahl Welle sitzenden Flansches ausgebildet ist,

wobei zwischen diese beiden Nuten Kugeln (21) eingefügt sind, die durch einen Käfig (22) in ihrer Lage gehalten werden.

2. Gebtriebe nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das Aussenzahnrad (4) auf dem Exzenterabschnitt (3) der Hochdrehzahl-Welle (1) gelagert ist, während das Innenzahnrad (6) vorrichtungsfest ist und eine grössere Anzahl von Zähnen besitzt als das Aussenzahnrad.

3. Getriebe nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das Innenzahnrad (26) auf dem Exzenterabschnitt (3) der Hochdrehzahl-Welle (1) gelagert ist, während das Aussenzahnrad (28) vornchtungsfest ist und das Innenzahnrad eine grössere Anzahl von Zähnen besitzt als das Aussenzahnrad.

4. Getriebe nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass an der Stirnfläche des auf dem Exzenterabschnitt (3) der Hochdrehzahl-Welle (1) gelagerten Zahnrads (4; 26) eine abstehende Rippe (30) ausgebildet ist, die in eine im Zwischenkörper (9) vorgesehene Nut (38) eingreift, dass zwischen die Nut und die Rippe ein U-profilförmiger Käfig (34) mit von Rollen (33) eingenommenen Fenstern bzw. Aussparungen eingefügt ist, wobei die Rollen mit den Seitenflächen der Rippe und mit den an der Rippe angreifenden Flanken der Nut in Berührung stehen, und dass eine ebensolche Abwälzeinnchtung zwischen dem Flansch (18) auf der Niedngdrehzahl-Welle (17) und dem Zwischenkörper (9) vorgesehen ist, die jedoch unter einem rechten Winkel zur Abwälzeinrichtung an der anderen Seite des Zwischenkörpers angeordnet ist.

5. Getriebe nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass auf das Gehäuse (25) eine Mutter (24) aufgeschraubt ist, mit deren Hilfe die Hochdrehzahl Welle (1) in der Weise verschiebbar ist, dass sie zum Ausgleich von Spiel zwischen dem auf der Hochdrehzahl-Welle gelagerten Zahnrad (4; 26), dem Zwischenkörper (9) und dem Flansch (18) an der Niedngdreh- zahl-Welle (17) axial verstellt werden kann.

6. Getriebe nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass am Exzenterabschnitt (3) der Hochdrehzahl-Welle (1) ein Ausgleich- bzw. Gegengewicht (23) vorgesehen ist.