CN101187103B - 用于综框驱动的齿轮机构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于综框(1)的驱动组件的齿轮机构，其中齿轮机构(6，6a，6b，6c)具有输入轴(7，7b，7c)和输出轴(5，5b，5c)。齿轮机构(6，6a，6b，6c)在输入轴(7，7b，7c)和输出轴(5，5b，5c)之间产生叠加旋转角的旋转角度差，其依赖于旋转角而经历摆动变化。该摆动变化能够基于齿轮机构(6a，6b，6c)的行星齿轮(11a，12a，13a)的非圆形设计而偏离谐振摆动。由此，对于综框(1)的运动而言，可以在较小驱动和承载应变及制造简单和结构紧凑的情况下，实现几乎任意的运动。

Description

用于综框驱动的齿轮机构

技术领域

本发明涉及用于综框驱动的齿轮机构。

背景技术

织机具有所谓的综框，其由基本为方形的框而形成，其承载有大量综丝(Weblitze)。综丝有目的引导经纱(Kettfaden)，使其从经纱平面运动出来以形成梭口(Webfach)。为此，综框必须根据特定的设定而上下运动。为此，需要使用所谓的轴传动机构来驱动，在其驱动时会产生摆动式的往复运动。这种运动会通过连杆传递到综框上。这种动力输出装置的摆动式往复运动通常源自传动轴的恒定旋转运动。如果使用(例如)偏心齿轮机构的话，那么就会在输入轴的旋转运动和动力输出装置的摆动运动之间产生预定关系。这种运动同样地在很大程度上对应于正弦运动。

在DE69109899T2中公开了很多种不同的方案，以用于将轴传动机构输入端的恒定旋转运动叠到周期性的加速和减速运动上。为此，使用(比如)由中空齿轮、两个旋转行星齿轮和联接机构组成的齿轮机构。旋转行星齿轮通过曲柄和连接杆与设置于输出轴上的杠杆臂相连，以旋转输出轴。

在这种齿轮机构中，可能会导致两行星齿轮出现不同的载荷。

发明内容

由此出发，本发明的目的在地改善用于综框驱动的齿轮机构。

这个目的可以通过本发明的齿轮机构而解决。

根据本发明，提供了一种用于驱动综框的齿轮机构，其包括：中空齿轮，其具有内齿；至少一个行星齿轮，其具有外齿，所述外齿与所述中空齿轮的所述内齿保持恒定的啮合接合；行星齿轮架，其上面可旋转地设置有至少一个行星齿轮；太阳齿轮，其具有外齿并且与所述至少一个行星齿轮保持恒定的啮合接合；

驱动组件，其与至少一个元件相连，所述至少一个元件的其中一个是所述中空齿轮，所述至少一个元件的其中另一元件是所述行星齿轮架，所述至少一个元件的中还有一个元件是所述太阳齿轮；

其特征在于输出轴，其通过联接机构与所述至少一个行星齿轮连接、以便将来自所述驱动组件的旋转运动传递至所述输出轴，由此而叠加附加的运动；

所述综框通过杆组件与轴驱动装置相连；

所述驱动组件的输入轴以不同的恒定转速驱动所述行星齿轮架和所述中空齿轮；并且

所述太阳齿轮自由旋转。

根据本发明的齿轮机构包括行星齿轮装置，其具有中空齿轮，带有至少一个行星齿轮的行星齿轮架，以及太阳齿轮。另外，齿轮机构具有联接机构，以用于连接至少行星齿轮和输出轴。

在优选的实施例中，当行星齿轮装置的第三元件(在这种情况下是太阳齿轮)自由旋转时，行星齿轮装置的两个元件，比如中空齿轮和行星齿轮架被驱动。在这种情况下，其仅导致行星齿轮间的抗扭矩连接(drehfesteKopplung)，并为行星齿轮提供向内的支撑。

在一优选的实施例中，行星齿轮及中空齿轮和太阳齿轮设计为非圆形的(unrund)。随着行星齿轮架的均匀旋转，行星齿轮具有对应于其非圆形形状的加速和减速的自转运动(Eigendrehbewegung)。这又会作为附加的运动调制，在由联接机构引起的运动调制之外，体现到输出轴的运动上。借助这种方式，通过行星齿轮及中空齿轮和太阳齿轮的非圆形设计，几乎能够为轴传动机构的动力输出装置实现任何所希望的运动规律(Bewegungsgesetz)。这使得能够实现预定的运动过程，而不必使用凸轮盘和凸轮随动件。

即使在其成形为非圆形，也就是偏离圆形时，太阳齿轮，至少一个行星齿轮和中空齿轮也能相互协作以保持恒定的啮合接合。

在行星齿轮作为带有至少一个半径不恒定的行星齿轮以及与之相应的中空齿轮的非圆形齿轮机构而形成时，在某些情况下可以省去太阳齿轮。在这种情况下，齿轮机构包括带有内齿的中空齿轮，带有外齿的至少一个行星齿轮(外齿与中空齿轮的内齿保持恒定的啮合接合)，行星齿轮架(其上可旋转地设置有至少一个行星齿轮)，和用于行星齿轮架驱动的驱动组件及输出轴，输出轴通过联接机构与至少一个行星齿轮相连，其中行星齿轮具有沿着其圆周变化的半径。因此，行星齿轮具有至少一个极大直径和至少一个极小直径。这种设置也可以用于产生如下的运动关系，其在输入轴和输出轴之间的扭转角的时间过程是非正弦的。

不依赖于是否实际设置有太阳齿轮或其是否去掉了太阳齿轮，匹配于行星齿轮间的太阳齿轮的圆周与至少一个行星齿轮的圆周之间的比率最好保持整数，其中太阳齿轮安装于行星齿轮之间。在这种情况下，太阳齿轮和行星齿轮可以设计成圆形或非圆形的。

这里的用语“圆形”以及“非圆形”对于锯齿状齿轮而言，都涉及由相应齿轮固定的部分圆的形状。

优选的齿轮机构具有至少三个行星齿轮。由此，驱动力矩可以传递到三个位置，并且出现的承载载荷(lagerbel astung)也会相应地减小。这可以实现大功率的传输，并且能优化的功率分布和使运转平滑。其能够达到较高的效率水平。借助于带有非圆形齿轮的行星齿轮的方案，可以实现所希望的很大程度上不同的运动规律。在这里上下文中，“运动规律”可以理解为输入轴和输出轴之间的扭转角的时间过程。行星齿轮装置设计成向外闭合，借此能够实现齿合的连续润滑。另外也可以实现简单的安装。

附图说明

本发明优选实施例的其它细节则是权利要求、附图或说明书的主题。附图描述了本发明的实施例。其中：

图1是示意性表示的带轴驱动的综框；

图2是用于根据图1的用于轴驱动的减速齿轮，其示意性地以部分体透视及部分截面的方式表示；

图3是根据图2的减速齿轮的示意图；

图4是减速齿轮的一变型实施例的原理图；

图5是应用不同运动调制下的综框摆动运动的示意图；

图6和7是减速齿轮的另一实施例，其示意性地以部分体透视图和和部分截面透视图方式表示；

图8是减速齿轮的一变型实施例，其以示意性原理图形式表示；以及

图9是减速齿轮的另一变型实施例，其以示意性原理图形式表示。

标号列表

1   综框

2   轴传动机构

3   杆组件

4   摇臂

5   轴杆

6   齿轮机构

7   输入轴

8   行星齿轮装置

9   联接机构

10  中空齿轮

11  行星齿轮

12  行星齿轮

13  行星齿轮

14  太阳齿轮

15  行星齿轮架

16  行星齿轮架

17  曲柄

18  曲柄

19  曲柄

20  连接杆

21  连接杆

22  连接杆

23  承板

24  杠杆臂

25  杠杆臂

26  杠杆臂

27  伞齿轮

28  伞齿轮

29  非圆形齿轮机构

30  传动轴杆

31

32  非圆形齿轮

33  非圆形齿轮

I-V 曲线

具体实施方式

在图1中示意了综框1的相应的轴驱动装置2，轴驱动装置2通过连杆3引起综框1的、如两箭头所示的上下运动。轴传动机构2具有摇臂4，其能完成往复的摆动运动。这种运动通过(比如)偏心齿轮机构而来自轴杆5的旋转。如果这种旋转是恒定的加速或减速旋转运动，那么综框1的运动就基本应于正弦运动。在这种情况下，可以忽略正弦形式的偏离，其通过连杆3和连接杆而驱动摇臂4。然而在根据本发明轴驱动中，轴杆5的运动不是恒定旋转运动。作为替代，作为减速齿轮起作用的、根据图2的齿轮机构6在与轴杆5一致的输出轴上产生旋转运动，这种旋转运动相对于输入轴7而被调制。由此，在输入轴7实际的旋转角和轴杆5实际的旋转角之间存在角度差φ，其以预定的方式摆动。这会通过齿轮机构6导致输入轴7的旋转运动传递到轴杆5，并由此而叠加附加的运动。

齿轮机构6由行星齿轮装置8和联接机构9组成。行星齿轮装置8包括中空齿轮10，至少一个行星齿轮11，12，13(优选为多个，也可参见图3)和至少一个可选的太阳齿轮14。中空齿轮具有内齿。行星齿轮11，12，13设置有外齿。同样，太阳齿轮14设置有外齿。太阳齿轮14和行星齿轮11，12，13保持恒定的啮合接合方式。行星齿轮11，12，13和中空齿轮10同样保持相互恒定啮合接合。行星齿轮11，12，13相互接合(Eingriff miteinander menden)。行星齿轮11，12，13可旋转地设置于行星齿轮架15上，其又设置成围绕着太阳齿轮14的轴线能够旋转。行星齿轮11至13固定于行星齿轮架15和(如果需要的话)另一行星齿轮架16之间。

如图2中根据行星齿轮11所示并且在图3整体表示，行星齿轮11，12，13相应地可旋转地与曲柄17，18，19相连，其形成联接机构9的输出。曲柄17，18，19通过牵引杆或连接杆20，21，22与承板23连接，其具有对应于各连接杆20，21，22的铰接点。承板23能够设计成盘状或星状。其与轴杆5抗扭矩地连接。轴杆5的旋转轴线和连接杆20，21，22相应铰接点之间的距离形成杠杆臂24，25，26。与行星齿轮11，12，13相连接的各曲柄17，18，19的长度r是相等的。另外，曲柄17，18，19在行星齿轮11，12，13上具有相同的定向。

连接杆20，21，22的长度S同样也是相等的。另外，杠杆臂24，25，26的长度T也彼此相等。长度r、T和S相互之间有如下关系：

$T=(2\·\sqrt{2-2})\·R$

$S=\sqrt{R^2-r^2}$

$r=(\sqrt{2}-1)\·R$

在这里，R表示各行星齿轮11，12，13的旋转轴线和太阳齿轮14的旋转轴线之间的距离。

行星齿轮装置8是双重驱动的。如图2所示，行星齿轮架15和中空齿轮10都设置有相应的准双曲面或锥形的齿，或者与相应的齿轮相连。行星齿轮架15和中空齿轮10能够啮合，这借助于相应的准双曲面齿轮或伞齿轮27，28的恒定地啮合而实现。伞齿轮27，28可旋转地与输入轴7连接。太阳齿轮14设置成可自由旋转。其也可浮动地固定于行星齿轮11，12，13之间。如图3所示，行星齿轮11，12，13能够形成为圆形齿轮形式。相应地，太阳齿轮14和中空齿轮10同样也是圆形的，这就是说，所有齿轮都具有恒定的半径。然而在优选实施例中，使用非圆形的行星齿轮11a，12a，13a。在图4中，和相应的点划线圆形的偏离明显地被示出。相应地作为互补设置，具有非圆形形式的太阳齿轮14a和非圆形形式的中空齿轮10a，其中太阳齿轮14a是可选的，并且可以去除。行星齿轮11a，12a，13a中的半径具有相应的至少一个极小值和至少一个极大值，优选为两个极小半径和两个极大半径。太阳齿轮14a和中空齿轮10a具有极大半径和极小半径，其对应于行星齿轮的数量。行星齿轮11a，12a，13a和太阳齿轮14a以及中空齿轮的圆周相互关联协调，以使得当抗扭地设置于太阳齿轮14a上的监测装置到达行星齿轮12a的前者和其后者的位置时，行星齿轮12a正好完成一个半圆旋转。

以上所描述的轴传动机构2以如下方式工作：

轴杆7以恒定的、不同的转速旋转驱动行星齿轮架15和中空齿轮10以及10a。由于中空齿轮10及10a和行星齿轮架15之间转速的不同，就在中空齿轮10或10a的内齿上出现了行星齿轮11，12，13及11a，12a，13a的滚落运动(Abwaelzbewegung)。这种旋转运动将会通过曲柄17，18，19转换成连接杆20，21，22的往复运动。由此，其将行星齿轮架15的均匀旋转运动传递到承板23上，同时叠加有额外的摆动运动(即周期性的加速和减速)。与此相应，图5在第一条曲线I中描述了正弦摆动运动，比如如果其以传统方式由偏心轮驱动的话，其能够由综框1完成。由连接杆20，21，22的摆动运动所引起的依赖时间的角度差的变化在图5中以曲线II表示。根据图3的齿轮机构6b在其轴杆5的输出处产生旋转运动，其叠加有如曲线II所示的摆动。通过偏心轮驱动的相连接的综框实现由短划线表示的曲线III。

根据图4图示表示的齿轮机构6a在其输出轴5产生附加的调制运动，因为由于其有意的非圆形设计，行星齿轮11a，12a，13a的旋转是不规则的。作有例子，曲线IV示意了输入轴和用于齿轮机构6a的轴杆5之间的旋转角差φ。如果这样被驱动的轴杆5作为轴传动机构2的驱动而使用，并由此通过偏心轮驱动综框1的话，综框1就能够完成曲线V所示的运动。

齿轮机构6a包括用以产生叠加到旋转运动上的周期性加速和减速的机构：非圆形齿轮机构和联接机构。非圆形齿轮机构实现为(比如)行星齿轮装置。通过非圆形齿轮机构和联接机构的结合能够实现某些运动规律，这些运动规律是单纯借助非圆形齿轮机构或单纯借助联接机构不能实现。

行星齿轮11，12，13a和相应的中空齿轮10a及可选太阳齿轮14a的相应非圆形设计几乎可以为综框1实现任意曲线的运动。由此，可以使得出现在综框1上的加速变小，其中梭口打开时间，也就是综框1在其上位置或下位置暂停的时间，会尽可能地长。另外，连杆3和综框1以及轴传动机构2的机械载荷能够降到最小，借此可以提高织机的转数。

图6示意的是根据本发明的一变型实施例，其为齿轮机构6b的形式。其中在太阳齿轮14b被驱动时，行星齿轮架15b可以自由旋转。中空齿轮10b借助适当的机构抗扭地地安装。行星齿轮10b，12b能够根据图3或根据图4设计成圆形或非圆形。对于其它功能描述，前述描述也适用，其中只是在标号上加了字母“b”。

本发明的另一变型实施例在图7中以齿轮机构6c的形式表示。在此，只是行星齿轮架15c能够可旋转地被驱动。中空齿轮10c通过适当的机构以抗扭矩地方式固定。太阳齿轮14c设置成可以自由旋转，并用于行星齿轮11c，12c，以及(如果必要的话)未进一步示出的第三个行星齿轮之间的力平衡，其中太阳齿轮14c可以被省略掉。

在中空齿轮10c设置成可自由旋转或也可以省略时，作为备选方案，太阳齿轮14c也可以不可旋转地设置于中心。同样，根据行星齿轮11c，12c，13c可以根据图3设计成圆形，还可以根据图4设计成非圆形，太阳齿轮14c可以设计成圆形或非圆形。除此之外，也适用前面的相应描述，其中在图1至图3的相应描述的标号中加上字母“c”，并且对于图4，用字母“a”用“c”来代替。

作为又一个实施例，如图8所示，在行星齿轮之前串联式地安装有非圆形齿轮机构29，其将传动轴30的均匀旋转转换为轴杆7d上的加速和减速旋转运动。如果实现为如图3的、带圆形齿轮的行星齿轮装置6d的话，那么所需非圆形齿轮的数量就能降到2个。通过替换非圆形齿轮32，33，能够产生不同的运动规律。然而，行星齿轮装置也能实现为图2至图7所示的附加的非圆形齿轮机构的形式。除此之外，也适用前述相应描述，其中在图1至3描述中的标号加上“d”同，而对于图4而言，则用“d”来替代“a”。

最后可以根据图9，在行星齿轮6e之前串联式地设置有非圆形的齿轮机构29e，其可以将传动轴30e的均匀旋转转换为轴杆7e上的加速和减速旋转运动，其只用于驱动行星齿轮装置6e的“输入”。轴杆30e直接地、均匀地驱动行星齿轮装置6e的另一“输入”。该“输入”可以相应地为行星齿轮架15e，中空齿轮10e或是太阳齿轮14e。如果行星齿轮6e带有圆形齿轮，比如实现为图3形式，所需非圆形齿轮的数量就会减小到两个。通过非圆形齿轮32e，33e能够产生不同的运动规律。作为功率分布的结果，非圆形齿轮机构29e只需传递一部分驱动能量。

然而，行星齿轮6e也可以根据图2至7实现为附加非圆形齿轮机构的形式。此外，前面的描述也适用，其中图1至3的描述的标号加上字母“e”，而对于图4而言，字母“a”则由“e”替换。

本发明涉及一种用于综框1驱动组件的齿轮机构，其中齿轮机构6，6a，6b，6c具有输入轴7，7b，7c和输出轴5，5b，5c。齿轮机构6，6a，6b，6c在输入轴7，7b，7c和输出轴5，5b，5c之间产生叠加旋转角的旋转角差，其依赖于旋转角而发生摆动变化。这种摆动变化基于齿轮机构6a，6b，6c的行星齿轮11a，12a，13a的非圆形设计，而与谐振摆动不同。由此，在较低驱动载荷和承载应变以及简单制造和紧凑设计的情况下，能够实现综框1的几乎任意运动。

Claims (9)

1.一种用于驱动综框(1)的齿轮机构(6，6a)，其包括：

中空齿轮(10，10a)，其具有内齿，

至少一个行星齿轮(11，11a，11b，11c)，其具有外齿，所述外齿与所述中空齿轮(10，10a，10b，10c)的所述内齿保持恒定的啮合接合，

行星齿轮架(15，15a，15b，15c)，其上面可旋转地设置有至少一个行星齿轮(11，11a，11b，11c)，

太阳齿轮(14，14a，14b，14c)，其具有外齿并且与所述至少一个行星齿轮(11，11a)保持恒定的啮合接合，

驱动组件(7，7b，7c)，其与至少一个元件相连，所述至少一个元件的其中一个是所述中空齿轮(10，10a，10b，10c)，所述至少一个元件的其中另一元件是所述行星齿轮架(15，15a，15b，15c)，所述至少一个元件的中还有一个元件是所述太阳齿轮(14，14a，14b，14c)，

其特征在于输出轴(5)，其通过联接机构(9)与所述至少一个行星齿轮(11，11a，11b，11c)连接、以便将来自所述驱动组件(7，7b，7c)的旋转运动传递至所述输出轴(5)，由此而叠加附加的运动；

所述综框(1)通过杆组件(3)与轴驱动装置(2)相连；

所述驱动组件(7，7b，7c)的输入轴(7)以不同的恒定转速驱动所述行星齿轮架(15)和所述中空齿轮(10，10a)；并且

所述太阳齿轮自由旋转。

2.根据权利要求1所述的齿轮机构，其特征在于，至少一个行星齿轮(11a，11b，11c)具有沿其圆周变化的半径(r)。

3.根据权利要求1所述的齿轮机构，其特征在于，所述太阳齿轮(14a，14b，14c)具有沿其圆周变化的半径(r)。

4.根据权利要求1所述的齿轮机构，其特征在于，所述中空齿轮(10a，10b，10c)具有沿其圆周变化的半径。

5.根据权利要求1所述的齿轮机构，其特征在于，所述行星齿轮(11a，11b，11c)具有至少一个极大直径和至少一个极小直径。

6.根据权利要求1所述的齿轮机构，其特征在于，在所述行星齿轮架(15，15a，15b，15c)上设置有至少三个行星齿轮(11，12，13，11a，12a，13a)，所述的至少三个行星齿轮相应地与对应的所述太阳齿轮(14，14a)及所述中空齿轮(10，10a)保持恒定的啮合接合。

7.根据权利要求1所述的齿轮机构，其特征在于，行星齿轮(11，12，13，11a，12a，13a)的数量对应于所述太阳齿轮的圆周和所述各行星齿轮圆周之间的比率。

8.根据权利要求1所述的齿轮机构，其特征在于，所述联接机构(9)包括与所述行星齿轮(11，11a)抗扭地连接的长度为r的曲柄(17)，与所述输出轴(5)抗扭地相连接的长为T的杠杆臂(24)，以及长度为S的连接杆(20)，所述连接杆(20)连接所述曲柄(17)和所述杠杆臂(24)，其中存在如下关系：

$T=(2\·\sqrt{2-2})\·R$

$S=\sqrt{R^2-r^2}$

$r=(\sqrt{2}-1)\·R$

其中，R是所述行星齿轮(11)的旋转轴线和所述太阳齿轮(14)的旋转轴线之间的距离。

9.根据权利要求1所述的齿轮机构，其特征在于，非圆形的齿轮机构(29d，29e)串联式地安装在所述齿轮机构(6d，6e)之前。

Images