CH636418A5

CH636418A5 - Getriebe.

Info

Publication number: CH636418A5
Application number: CH334879A
Authority: CH
Inventors: Werner Schueler
Original assignee: Werner Schueler
Priority date: 1978-04-17
Filing date: 1979-04-09
Publication date: 1983-05-31
Also published as: AT380547B; ATA265878A; DE2908954B1; US4299133A; DE2908954C2

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Getriebe, bei dem ein auf der treibenden Welle sitzender, sich drehender Mitnehmerträger mit entlang einer Kreisbahn umlaufenden Mitnehmern versehen ist, die mit entlang einer Kreisbahn umlaufenden Anschlägen konstanter Länge eines auf der getriebenen Welle sitzenden, sich drehenden Anschlagträgers zwecks Übertragung der Kraft von der treibenden Welle auf die getriebene Welle zusammenwirken, wobei die getriebene Welle zur treibenden Welle versetzt angeordnet ist.

Getriebe, mit denen die Kraft von einer Welle auf eine andere Welle übertragen werden kann, sind in verschiedensten Ausführungen bekannt, z. B. als Zahnradgetriebe, Riementriebe, Kettentriebe usw. Bei Riemen- und Kettentrieben müssen Antriebswelle und Abtriebswelle zueinander parallel sein, wenn nicht durch gesonderte Bauteile eine Umlenkung des Riemens bzw. der Kette erfolgt, was einen zusätzlichen Aufwand bedeutet und den Wirkungsgrad herabsetzt. Bei Zahnradgetrieben tritt dieser Nachteil nicht auf, jedoch ist stets eine starre Drehzahlübersetzung zwischen treibender Welle und getriebener Welle gegeben, die vom Verhältnis der Zahnanzahl der beiden miteinander kämmenden Zahnräder abhängt.

Die Erfindung setzt sich zur Aufgabe, ein neuartiges Getriebe zu schaffen, das innerhalb gewisser Grenzen unabhängig von der Richtung der Antriebswelle relativ zur Abtriebswelle ist, ohne dass hiezu gesonderte Bauteile oder eine Verschlechterung des Wirkungsgrades gegenüber paralleler Lage der beiden Wellen in Kauf genommen werden müssen. Ferner soll das erfindungsge-mässe Getriebe ein hohes Abtriebsdrehmoment zulassen und die Möglichkeit geben, die Drehzahl der abgetriebenen Welle innerhalb gewisser Grenzen zu variieren. Die Erfindung löst diese Aufgabe dadurch, dass die Anschläge vom Anschlagträger gegen den Mitnehmerträger vorstehen und mit ihrer Umlaufbahn die Umlaufbahn der Mitnehmer umgeben, die vom Mitnehmerträger gegen den Anschlagträger zu vorstehen, und dass die Mitnehmer nur in einem Teil ihrer Umlaufbahn an den Anschlägen zur Anlage kommen, welcher von der Achse der getriebenen Welle weiter entfernt ist als derjenige Teil dieser Umlaufbahn, der dieser Achse näher benachbart ist. Während jenes Teiles der Umlaufbahn der Mitnehmer, entlang dessen die Mitnehmer an den Anschlägen anliegen, erfolgt der Antrieb vom Mitnehmer über den Anschlag, wobei sich infolge der räumlichen Anordnung und der Versetzung der getriebenen Welle relativ zur treibenden Welle ein grosser Hebelsann am Anschlag ergibt, mit welchem Hebelsarm der Mitnehmer zur Drehung des Anschlagträgers angreift. Wohl gleitet der betreffende Mitnehmer gegen Ende dieses Teiles seiner Umlaufbahn vom jeweiligen Anschlag ab, jedoch kommt schon kurz danach der nächste Mitnehmer zur Anlage an einen weiteren Anschlag, so dass die Drehmomentübertragung von der treibenden Welle auf die getriebene Welle keine wesentliche Unterbrechung erfährt. Die Drehung der getriebenen Welle erfolgt daher im allgemeinen nicht gleich-mässig, jedoch lässt sich, wie später noch näher ausgeführt wird, eine Vergleichmässigung der Drehung der getriebenen Welle durch zusätzliche Massnahmen erzielen. Für zahlreiche Anwendungsgebiete, z. B. Kompressoren, Förderer, Pumpwerke usw., spielt ein ungleichmässiger Wellenantrieb keine Rolle.

Infolge des grossen Hebelarmes, mit dem die Mitnehmer an den Anschlägen angreifen, ergibt sich ein hohes Abtriebsdrehmoment der getriebenen Welle, was für zahlreiche Anwendungsgebiete von Vorteil ist.

Gemäss einer besonders einfachen Ausführungsform der Erfindung sind die Mitnehmer von vom Mitnehmerträger in Achsrichtung seiner Welle gegen den Anschlagträger vorstehenden Zapfen und die Anschläge von vom Anschlagträger schräg gegen den Mitnehmerträger abstehenden Stangen gebildet. Der hiefür erforderliche Aufwand ist sehr gering und es ergibt sich eine übersichtliche Konstruktion. Die Anzahl der Zapfen und der Stangen muss nicht gleich sein. Im allgemeinen ist für einen möglichst gleichmässigen Antrieb der getriebenen Welle die Anzahl der Anschläge und der Mitnehmer gleich oder die Anzahl der Anschläge grösser als jene der Mitnehmer.

Statt der erwähnten schräg zur Achse der Abtriebswelle stehenden Stangen können jedoch auch gegen den Mitnehmerträger schräg abstehende Rippen als Anschläge am Anschlagträger vorhanden sein. Auch dadurch ergibt sich eine einfache, übersichtliche Konstruktion.

Um die Reibung der Mitnehmer an den Anschlägen zu verringern und damit den Wirkungsgrad zu steigern, sind gemäss einer Weiterbildung der Erfindung die Zapfen mit an den Anschlägen ablaufenden Rollen versehen.

Bei bestimmter Anordnung der Anschläge bzw. der Mitnehmer kann es vorkommen, dass sich Verklemmungen beim Ablau2

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fen der Mitnehmer an den Anschlägen ergeben. Um diese Verklemmungen auszuschalten, sind gemäss einer Weiterbildung der Erfindung die Zapfen an ihren freien Enden als Hülsen ausgebildet, in denen nachgiebig gelagerte Bolzen, die aus den Hülsen herausragen, geführt sind. Aus dem gleichen Grund empfiehlt es sich, die freien Enden der Zapfen bzw. Bolzen abzurunden.

Eine Vergleichmässigung der Drehzahl der getriebenen Welle lässt sich im Rahmen der Erfindung dadurch erzielen, dass für den Anschlagträger ein zusätzlicher Antrieb, z. B. ein Riementrieb vorhanden ist. Dieser zusätzliche Antrieb führt während jener Zeitabschnitte, in denen kein Mitnehmer an einem Anschlag anliegt, den Mitnehmerträger in seiner Drehrichtung weiter. Ein Riementrieb eignet sich besonders hiezu, da der Riemenschlupf Unregelmässigkeiten aufnehmen kann, die sich aus ungleichen Drehzahlen des Mitnehmerträgers und des Anschlagträgers ergeben. Dadurch lässt sich erreichen, dass die Drehzahl der getriebenen Welle gleich ist jener der treibenden Welle, jedoch bei vergrössertem Drehmoment der getriebenen Welle, da ja die beiden Wellen relativ zueinander versetzt sind. Weiter lässt sich eine Vergleichmässigung der Drehzahl der getriebenen Welle dadurch erzielen, dass am Anschlagträger und bzw. oder an den Anschlägen Gewichte zur Vergrösserung der Schwungmasse angeordnet sind.

Vorteilhaft an der erfindungsgemässen Konstruktion ist auch, dass sie auch dann funktionsfähig ist, wenn die angetriebene Welle nicht genau parallel zur getriebenen Welle ist. Sogar Veränderungen der Lage der beiden Wellen können innerhalb gewisser Grenzen aufgenommen werden. Ferner ist vorteilhaft, dass die Mitnehmer und Anschläge nicht um gleiche Abstände gegeneinander versetzt sein müssen.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes schematisch dargestellt.

Fig. 1 zeigt in Seitenansicht ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemässen Getriebes;

Fig. 2 ist ein Schnitt nach der Linie II—II der Fig. 1;

Fig. 3 zeigt schematisch eine Ausführungsvariante in Seitenansicht;

Fig. 4 zeigt ein Detail im Schnitt;

Fig. 5 zeigt ein weiteres Detail, teilweise im Schnitt;

Fig. 6 zeigt in Seitenansicht eine weitere Ausführungsvariante, und

Fig. 7 ist ein Schnitt nach der Linie VII—VII der Fig. 6.

Bei den Ausführungsformen nach den Fig. 1 und 2 ist in einem Gestell 1 eine Welle 2 in Lagern 3 gelagert, auf der vier Riemenscheiben 4,5,6,7 unverdrehbar befestigt sind. Die Riemenscheibe 4 wird von der Abtriebswelle 8 eines Motors 9 mittels eines Riemens 11 angetrieben, so dass sich die Welle 2 in Richtung des Pfeiles 10 (Fig. 2) dreht. Die Riemenscheibe 5 treibt über einen weiteren Riemen 12 eine grössere Riemenscheibe an, die den Mitnehmerträger 13 bildet. Dieser Mitnehmerträger 13 ist mittels einer Welle 14 in Lagern 15 des Gestelles drehbar gelagert und trägt drei um gleiche Abstände gegeneinander versetzte Mitnehmer 16 in Form von achsparallelen Zapfen, die im Mitnehmerträger 13 fest verankert sind. Diese Mitnehmer 16 arbeiten mit Anschlägen 17 zusammen, von denen vier speichenartig um gleiche Winkel gegeneinander versetzt an einem gemeinsamen Anschlagträger 18 befestigt sind. Die Anschläge 17 sind von Stangen gebildet, die sich von einem gemeinsamen Zentrum divergierend erstrecken. Der Anschlagträger 18 ist ebenfalls als Riemenscheibe ausgebildet, die mittels einer Welle 19 in einem Lager 20 des Gestelles 1 gelagert ist. An der Aussenseite des Gestelles 1 trägt die Welle 19 eine Antriebsriemenscheibe 21.

Die Funktion ist wie folgt: Vom Motor 9 wird über den Riemen 11 die Riemenscheibe 4 und von dieser die Welle 2 angetrieben. Die auf die Welle 2 aufgekeilte Riemenscheibe 5 treibt über den Riemen 12 den Mitnehmerträger 13 an, der auf der treibenden

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Welle 14 sitzt. Mittels der zinkenartigen Mitnehmer 16 treibt der Mitnehmerträger 13 den Anschlagträger 18 über dessen strahlenförmig angeordnete zinkenartige Anschläge 17 an, so dass die angetriebene Welle 19 und somit die auf sie aufgekeilte Antriebsriemenscheibe 21 gedreht werden. Da die Bereiche, in denen während der Umdrehung des Mitnehmerträgers 13 die Mitnehmer 16 an den Anschlägen 17 anliegen, von der Achse der Welle 19 weiter entfernt sind als von der Achse der Welle 14, ergibt sich auf die Welle 19 ein im Verhältnis der Hebelarme vergrössertes Drehmoment. Hiebei ist zu beachten, dass während des unteren Teiles der kreisförmigen Umlaufbahn der Mitnehmer 16 diese unter den strahlenförmig angeordneten Anschlägen 17 hindurchlaufen, ohne diese zu berühren. Damit wird vermieden, dass während dieses Teiles der Umlaufbahn der Mitnehmer 16 kürzere Hebelsarme auf die Anschläge 17 wirksam werden.

Die Drehung der Abtriebswelle 19 erfolgt durch die bisher beschriebene Konstruktion jedoch nicht gleichmässig und (in Abhängigkeit von der Anzahl und Anordnung der Mitnehmer 16 bzw. der Anschläge 17) im allgemeinen langsamer als die Drehung der Antriebswelle 14. Wo dies stört, kann für die Abtriebswelle 19 ein zusätzlicher Antrieb vorgesehen sein, etwa von der Riemenscheibe 6 über einen weiteren Riemen 22 auf den als Riemenscheibe ausgebildeten Anschlagträger 18. Auf diese Weise lässt sich erreichen, dass die beiden Wellen 14,19 mit der gleichen Drehzahl umlaufen, wenn die Übersetzungsverhältnisse der Riementriebe 12,22 entsprechend gewählt sind, z. B. durch gleiche Durchmesser der Riemenscheiben 5, 6 bzw. 13, 18.

Die Anzahl der Mitnehmer 16 bzw. der Anschläge 17 hängt vom speziellen Anwendungsfall und von den gewünschten Übertragungsverhältnissen ab. Wie Fig. 3 zeigt, sind auch Ausführungsformen möglich, bei denen nur zwei Mitnehmer 16 und nur drei Anschläge 17 vorhanden sind. Die Mitnehmer 16 können auch über den Umfang des Mitnehmerträgers 13 vorstehen, z.B. durch vom Mitnehmerträger getragene radiale Arme, an denen die Mitnehmer sitzen.

Während der Umlauf bewegung gleiten die Mitnehmer 16 entlang der stangenförmigen Anschläge 17. Bei bestimmten Aufteilungen der Mitnehmer relativ zu den Anschlägen könnte es im Augenblick des Abgleitens des Mitnehmers 16 vom Anschlag 17 zu einer Verklemmung dieser beiden Bauteile kommen. Um dem entgegenzuwirken, sind gemäss Fig. 4 die zapfenförmigen Mitnehmer 16 an ihren freien Enden als Hülsen 16' ausgebildet. In jeder dieser Hülsen 16' ist ein Bolzen 23 in Axialrichtung geführt, der durch eine Feder 24 gegen das geschlossene Ende 16" der Hülse 16' federnd abgestützt ist. Das aus der Hülse 16' vorstehende Ende des Bolzens 23 ist abgerundet, um ein möglichst reibungsarmes Gleiten des Bolzens 23 entlang des Anschlages 17 zu ermöglichen. Der Bolzen 23 kann durch einen Sprengring 26, od. dgl. gegen übermässiges Herausragen bzw. Herausfallen aus der Hülse 16' gesichert sein.

Fig. 5 zeigt eine Massnahme, durch die die Reibung zwischen dem Mitnehmer 16 und dem an ihm entlanggleitenden Anschlag 17 verringert werden kann. Hiezu ist der Zapfen jedes Mitnehmers 16 mit einer an ihm drehbar gelagerten Rolle 25 versehen, die am Anschlag 17 abläuft. Nicht dargestellte Sprengringe od. dgl. verhindern, dass die Rolle 25 vom Mitnehmer 16 abgleiten kann.

Bei der Ausführungsform nach den Fig. 6 und 7 sind die Anschläge 17, mit denen die Mitnehmer 16 zusammenwirken, von Rippen gebildet, die von dem als Scheibe ausgebildeten Anschlagträger 18 gegen den Mitnehmerträger 13 zu vorsteht, der ebenfalls von einer Scheibe gebildet ist und die als Zapfen ausgebildeten Mitnehmer 16 trägt. Die die Anschläge 17 bildenden Rippen können über den Umfang des Anschlagträgers 18 vorstehen und gegen die radiale Richtung etwas versetzt angeordnet sein (Fig. 7), so dass die Mitnehmer 16 leichter an den Flanken der Rippen abgleiten. Auch hier kommen die Mitnehmer 16 nur in jenem Teil ihrer Kreisbahn zur Anlage an den

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Anschlägen 17, der von der Abtriebswelle 19 am meisten entfernt Anschlagträger 18 versehen werden, dessen Anschläge mit Mitist. Im unteren, der Abtriebswelle 19 nähergelegenen Teil dieser nehmern eines weiteren Mitnehmerträgers zusammenwirken. Es Kreisbahn laufen hingegen die Mitnehmer 16 an den Anschlägen ist auch möglich, auf die Abtriebswelle 19 einen weiteren Mit-17 vorbei. nehmerträger 13 aufzukeilen, dessen Mitnehmer mit Anschlägen

Wie bereits erwähnt, muss die Drehzahl der Abtriebswelle 19 5 ™es weitffn Anschlagträgers zusammenwirken. Auf diese nicht mit der Drehzahl der Antriebswelle 14 übereinstimmen. ^e.se sind dann zwei erfmdungsgemässe Getriebe m zwei Stufen Wenn dies jedoch gewünscht ist, kann hiezu der zusätzliche hintereinander geschaltet. Diese Systeme lassen sich beliebig

Antrieb von der Riemenscheibe 6 mittels des Riemens 22 (Fig. 1) f zweitem. Wo hiebei geringe Unstimmigkeiten in den Drehzah-herangezogen werden. Hiebei ist es möglich, auf derWelle2 in lenzwischen der Welle 2 und den treibenden Wellen 14bzw. den mehrere Riemenscheiben 6,7 unterschiedlicher Grösse anzuord- 10 getnebenen Wellen 19 auftreten, können diese Unstimmigkeiten nen, auf die der Riemen 22 wahlweise aufgelegt wird. Dadurch ist durch d®n Riemenschlupf und/oder durch Wahl verschieden es möglich, die Drehzahl der Abtriebswelle 19 nach Wunsch zu Srosser Riemenscheiben (z. B. Riemenscheiben 6,7) aufgenom-variieren men wer(ien, oder durch Rutschkupplungen oder sonstige an sich bekannte Massnahmen.

Anstelle der Schrägstellung der als Kurbelarme wirkenden 15 Ein gleichmässigerer Lauf insbesondere der getriebenen Welle Anschläge 17 kann auch eine Schrägstellung der Mitnehmer 16 in lässt sich dadurch erreichen, dass am Anschlagträger 18 und/ bezug auf die Achse 14 des Mitnehmerträgers 13 erfolgen. 0(jer an (jen Anschlägen 17 Schwunggewichte 27 befestigt sind.

Gegebenenfalls können sowohl die Mitnehmer 16 als auch die Es empfiehlt sich, diese Schwunggewichte möglichst in den Anschläge 17 schräg gestellt sein. Weiter können die Mitnehmer Bereich der freien Enden der Anschläge 17 zu verlegen, jedoch 16 und/oder die Anschläge 17 ganz oder in einem Teil ihrer Länge 20 so anzuordnen, dass diese Schwunggewichte 27 die Gleitbewe-gekrümmt sein. gung der Mitnehmer 16 entlang der Anschläge 17 nicht behin-

Wie ersichtlich, ist es leicht möglich, mehrere erfindungsge- dem.

mässe Getriebe auf eine gemeinsame Abtriebswelle 19 arbeiten Der zusätzliche Antrieb für den Anschlagträger 18 muss nicht zu lassen. Beispielsweise kann bei der Anordnung nach Fig. 1 die vom selben Motor 9 aus erfolgen, durch den der Antrieb des Abtriebswelle 19 über die Abtriebsriemenscheibe 21 verlängert 25 Mitnehmerträgers 13 erfolgt, vielmehr kann hiefür auch ein und in diesem verlängerten Bereich mit einem weiteren gesonderter, nicht dargestellter Motor Verwendung finden.

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2 Blätter Zeichnungen

Claims

636 418 PATENTANSPRÜCHE

1. Getriebe, bei dem ein auf der treibenden Welle sitzender, sich drehender Mitnehmerträger mit entlang einer Kreisbahn umlaufenden Mitnehmern versehen ist, die mit entlang einer Kreisbahn umlaufenden Anschlägen konstanter Länge eines auf der getriebenen Welle sitzenden, sich drehenden Anschlagträgers zwecks Übertragung der Kraft von der treibenden Welle auf die getriebene Welle zusammenwirken, wobei die getriebene Welle zur treibenden Welle versetzt angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschläge (17) vom Anschlagträger (18) gegen den Mitnehmerträger (13) vorstehen und mit ihrer Umlaufbahn die Umlaufbahn der Mitnehmer (16) umgeben, die vom Mitnehmerträger (13) gegen den Anschlagträger (18) zu vorstehen, und dass die Mitnehmer (16) nur in einem Teil ihrer Umlaufbahn an den Anschlägen (17) zur Anlage kommen, welcher von der Achse der getriebenen Welle (19) weiter entfernt ist als derjenige Teil dieser Umlaufbahn, der dieser Achse näher benachbart ist.

2. Getriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschläge (17) vom Anschlagträger (18) schräg divergierend zur Achsrichtung seiner Welle (19) gegen den Mitnehmerträger (13) vorstehen.

3. Getriebe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Mitnehmer (16) von vom Mitnehmerträger (13) in Achsrichtung seiner Welle (14) gegen den Anschlagträger (18) vorstehenden Zapfen und die Anschläge (17) von vom Anschlagträger (18) schräg gegen den Mitnehmerträger (13) abstehenden Stangen gebildet sind.

4. Getriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Mitnehmer (16) von vom Mitnehmerträger (13) in Achsrichtung seiner Welle (14) gegen den Anschlagträger (18) vorstehenden Zapfen und die Anschläge (17) von vom Anschlagträger (18) schräg gegen den Mitnehmerträger (13) abstehenden Rippen gebildet sind.

5. Getriebe nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Mitnehmer (16) mit an den Anschlägen (17) ablaufenden Rollen (25) versehen sind.

6. Getriebe nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Mitnehmer (16) an ihren freien Enden als Hülsen (16') ausgebildet sind, in denen nachgiebig gelagerte Bolzen (23), die aus den Hülsen herausragen, geführt sind.

7. Getriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Mitnehmer (16) oder die Bolzen (23) an ihren Enden abgerundet sind.

8. Getriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass für den Anschlagträger (18) ein zusätzlicher Antrieb, z. B. ein Riementrieb (6, 22) vorhanden ist.

9. Getriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass am Anschlagträger (18) und bzw. oder an den Anschlägen (17) Gewichte (27) zur Vergrösserung der Schwungmasse befestigt sind.