CN101283199B - 具有轨道运行齿轮的传动装置 - Google Patents

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Abstract

一种传动装置包括旋转轴(2)，其用于与第一驱动元件联接且设有轮(4)，所述轮被偏心地支撑并且可自由旋转于轴上，用于与第二驱动元件联接(5)。传动装置进一步包括环(8)，其相对于旋转轴(2)同心布置并且可旋转。环(8)设有与所述轮的传动部(10)配合的第一传动部(9)和与辅助驱动元件的传动部配合的第二传动部(11)，从而旋转轴的旋转导致所述轮(4)关于旋转轴的中心线作相应的圆形轨迹公转运动，而所述轮关于其自身轴线的旋转基于旋转轴的旋转和所述环关于旋转轴的中心线的旋转。

Description

具有轨道运行齿轮的传动装置
技术领域
本发明涉及一种用于联接驱动元件的传动装置，特别是一种用于联接第一驱动元件和第二驱动元件的传动装置，第一驱动元件为关于其中心线旋转的轴，第二驱动元件围绕所述中心线沿圆形轨迹公转并且相对于其自身中心线旋转。
背景技术
这样的传动装置例如被用于驱动所谓的渐进腔式泵(PC泵)，其中螺旋转子围绕定子的中心线关于其自身纵向轴线旋转地公转，转子被偏心容纳在定子中。每当围绕定子轴线做公转运动，PC泵的转子即关于其自身轴线沿相反方向旋转。
为了借助于关于其中心线旋转的输出轴例如电马达输出轴来驱动泵转子，需要使用传动装置。在公知的PC泵中，传动装置典型地被设计为万向轴型传动装置。
这种万向轴型传动装置的缺点在于，会引起转子靠近联接端向定子施加相对大的径向力。此外，公知驱动方式的一个缺点是转子借助于定子表面被引导。
在实际中，这会引起PC泵经受相对强磨损。此外，定子由相对弹性材料例如橡胶形成。结果，在实际中，PC泵的使用保持局限于泵送稠密液体，例如水泥或灰浆。
发明内容
本发明预期提供一种传动装置，其可以实现前述类型的传动装置，其在维持优点的同时，消除前述缺点。本发明还预期提供一种传动装置，其可以在两个驱动元件之间形成变速器。
为此，本发明提供了一种传动装置，包括用于与第一驱动元件联接的旋转轴，其上设有轮，所述轮在所述轴上被偏心地支撑并且可自由旋转，用于与第二驱动元件联接，所述传动装置进一步包括环，其与旋转轴同心布置并且可相对于旋转轴旋转，所述环设有与所述轮的传动部配合的第一传动部和与辅助驱动元件的传动部配合的第二传动部，从而旋转轴的旋转导致所述轮关于旋转轴的中心线作相应的圆形轨迹公转(回转)运动，而所述轮关于其自身轴线的旋转基于旋转轴的旋转和所述环关于旋转轴的中心线的旋转。
通过借助于辅助驱动元件驱动所述环，所述环的内传动部的周边可以在保留原样的基础上相对加大或减小，从而所述轮的旋转可以按照预期而设定。第一和第二传动部可以，例如，被分别设计为环的内齿部和外齿部，但也可以是具有不同直径的外齿部或内齿部。
优选地，所述轮是齿轮，并且所述环是齿环，所述齿环的第一齿部与所述齿轮配合、第二齿部与辅助驱动元件的齿部配合。通过将传动部设计为齿部，精确的传动装置可以实现，其具有良好和高效的力传递性能。
辅助驱动元件可以通过传动装置联接着旋转轴，例如以固定传动比。这种具有固定传动比的传动装置可以，例如，借助于齿环的外齿部与旋转轴之间的齿轮传动而实现。优选地，旋转轴转动一圈导致齿轮围绕其自身轴线反向转动一圈。
通过将辅助驱动元件与伺服马达联接，例如通过将辅助驱动元件设计为被辅助电马达驱动的蜗轮，该蜗轮接合齿环的外齿部，结果是传动比可以自由选择。以这种方式，传动装置可以用作变速器。接下来，所述轮可以，例如，通过万向轴型传动装置而联接着第二驱动元件的输入轴，所述第二驱动元件的旋转轴与第一驱动元件的旋转轴共同平行(co-parallel)地延伸。
在一种较佳的方式中，以与所述环相同的传动比，所述轮进一步与辅助环的传动部配合，所述附加辅助环靠近所述环安置并且与旋转轴同心。例如，所述轮的齿部与辅助环的齿部配合，其作用线与轮和环之间的作用线到第一驱动元件的旋转轴的距离相等。可选地，相同的传动比还可以借助于，例如，与椭圆形齿轮配合的偏心齿轮实现。
这样的辅助环可以被设计为末端辅助环，其支撑着附加旋转轴，所述附加旋转轴被布置成与旋转轴共同平行，以提供与第二驱动元件的联接。
或者，所述环可以被设计为中间辅助环，其进一步设有偏心地布置并且可自由旋转的辅助轮，从而通过重复这种结构，可以形成多级变速器。例如，在这样的情况下，可以提供第二环，其与旋转轴同心布置并且可相对于旋转轴旋转，所述第二环设有与辅助轮的传动部配合的内螺纹，并且设有与第二辅助驱动元件的传动部配合的外传动部。
如果需要的话，辅助轮还可以与形成末端辅助环的第二辅助环的内螺纹配合，或者与形成第二中间辅助环以产生第三级的辅助环的内螺纹配合，等等
通过由一个或多个伺服马达驱动第一和第二辅助驱动元件，可以产生具有两个控制级的变速器。然而，辅助驱动元件还可以用于实现旋转速度彼此不同的分支或输入部。
为实现由轴承承载旋转公转运动，优选设有一个或多个双列偏心轴承，所述偏心轴承分别由偏心地容纳于圆柱形第二轴承中的圆柱形第一轴承构成。
在一种较佳的方式中，轴承不但设计成用于吸收径向力分量，而且还用于吸收轴向力分量，例如通过将轴承设计为径向止推滚珠轴承。
通过密封安置着轴承的表面，轴承屏蔽体可以形成。
这样的双列轴承和/或轴承屏蔽体可以以有利的方式用于所述轮或辅助轮的由轴承承载旋转公转运动，但如后文所解释，即使是其本身，也能以有利的方式用于不同的环境中，例如用于轴承安装型PC泵螺旋转子，这种PC泵螺旋转子在传统中由万向轴型传动装置、十字滑块联轴器或柔性联轴器驱动。
在一种有益的实施方式中，传动装置联接着螺旋转子，从而PC泵或PC马达可以形成。
在此，所述轮优选地联接着转子，所述转子设有至少一个围绕转子中心线延伸的螺旋绕组。
通过使用根据本发明的传动装置，其中传动比被选择为使得旋转轴转动一圈导致所述轮围绕其自身轴线反向转动一圈，转子的公转和旋转可以被驱动，而定子不被施加径向力，此外，转子不再需要被定子表面作任何引导，而是可以执行独立的运动。
通过容纳转子自由端于上述双列轴承中，其结果是，转子可以以精确的配合容纳于定子开口中，并且如果需要的话，没有接触。
转子和定子均可以相对坚硬材料制成，特别是钢。此外，转子和定子之间的精确配合可以提供，从而PC泵可以用作压缩机，或者甚至是马达。
在一种有益的方式中，定子具有薄壁设计。在此，定子可以在其外表面设有沿轴向方向延伸的肋，其可以用作冷却肋和/或加强肋。
通过将转子设计为薄壁的，其结果是，可以将其构造为相对强壮和轻质，此外，还可以将转子容纳在冷却回路中。
如果需要的话，通过在转子中包含内轮廓，例如螺旋盘绕的箱式轮廓，转子可以被进一步加强。
通过使定子和转子的直径沿着中心线变化，多级泵或压缩机可以形成。
以这种方式，沿着从空腔向转子/定子组合体的运动方向，一个或多个容量变化可以实现。
在一种较佳的方式中，如果在出现这种变化的位置设有开通于容纳开口中的供应通道，则混合泵可以实现。
如果旋转轴是输入轴，则转子可以是泵、压缩机或混合器的移动体。如果旋转轴是输出轴，则转子可以是马达例如液压马达或内燃机的移动体。
在一种较佳的方式中，转子侧壁的在横截面中直线延伸的部分可以进一步设有位于表面下面的空腔，以实现弹性密封。这样的空腔可以，例如，被充填液体材料，从而可以在定子的低压侧产生密封突出部。
这样的空腔可以，例如，通过在定子壁中设置安装槽而形成，安装槽中可以容纳中空的芯带(core strip)，所述芯带可选地充填有液体材料。
如果需要的话，转子和定子的配合表面还可以设有衬层材料，例如耐化学材料、耐磨和/或降低摩擦材料。
这种衬层材料的实施例包括，例如，PTFE或陶瓷材料。
附图说明
下面将基于附图中所示的代表性实施方式来详细解释本发明，在附图中：
图1示出了根据本发明传动装置第一实施方式的示意性侧视图；
图2示出了图1中的传动装置的示意性正视图；
图3示出了图1中的传动装置联接到PC泵时的示意性俯视图；
图4示出了PC泵定子的示意性正视图，其中定子的位置以及位于它们上方的传动装置的相应位置显示于顺序步骤中；
图5示出了设有冷却肋的薄壁定子的示意性纵向剖视图；
图5A示出了沿着图5中的线A-A所作的剖视图；
图6示出了具有变化直径的转子-定子组合结构的示意性纵向剖视图；
图7示出了PC泵螺旋转子的示意性纵向剖视图，其承载安装于偏心双列轴承；
图8示出了一种具有自由传动比的传动装置的改型例的示意性正视图；
图9示出了图8中的传动装置的示意性侧视图；
图10示出了传动装置的多级式改型例的示意性侧视图；
图101示出了带有一个偏心轮的输入轴的分解图；
图102示出了带有四个偏心轮的输入轴的分解图；
图103示出了带有四个偏心轮的输入轴的透视图；
图104A示出了第二输入轴的透视图；
图104B示出了第二输入轴的剖视图；
图105A示出了第一输入轴、第二输入轴和偏心轮的透视图；
图105B示出了第一输入轴、第二输入轴和偏心轮的剖视图；
图106A示出了第一输入轴、第二输入轴和偏心轮在旋转时的透视图；
图106B示出了第一输入轴、第二输入轴和偏心轮在旋转时的透视图，其中第二输入轴也旋转；
图106C示出了组装的轮的侧视图；
图106D示出了制作为单件的轮的透视图；
图107A示出了根据本发明的传动装置的透视图；
图107B示出了根据本发明的传动装置的剖视图；
图108A示出了根据本发明的带有内螺纹的传动装置的正视图；
图108B示出了根据本发明的带有内螺纹的传动装置的剖视图；
图108C示出了的透视图根据本发明的带有内螺纹的传动装置；
图108D示出了根据本发明的带有内螺纹的传动装置的透视图，其中输入轴彼此相反地旋转；
图109A示出了根据本发明的带有内螺纹的传动装置的正视图，其中具有小偏心量；
图109B示出了根据本发明的带有内螺纹的传动装置的剖视图，其中具有小偏心量；
图109C示出了根据本发明的带有内螺纹的传动装置的侧视图，其中具有小偏心量；
图110示出了偏心轮变化中心线的侧视图和正视图；
图111示出了根据本发明的传动装置的侧视图，带有输出轴中的中心开口；
图112示出了根据本发明的具有第二输出轴的传动装置；
图113示出了根据本发明的传动装置，其中第二输入轴的伺服驱动器被更换；
图114示出了根据本发明的传动装置，其中第二输出轴是转子；
图115示出了根据本发明的传动装置，其位于完整的泵驱动器中。
具体实施方式
应当指出，附图中示意性地表示本发明的优选实施方式，它们是以非限定性的实施方式的方式给出的。在附图中，相同或相应的部件被赋予相同的附图标记。
图1-4示出了一种传动装置1。传动装置1包括相对于中心线H1可旋转地布置的旋转轴2。旋转轴被设计成用于与第一驱动元件3例如电马达(电机)联接。旋转轴2设有被以偏心量偏心地支撑在旋转轴2上的齿轮4。齿轮被支撑在旋转轴2上，从而可相对于其自身中心线H2自由旋转。齿轮4被设计成用于联接第二驱动元件5，第二驱动元件例如连接着PC泵7的转子6。
传动装置1进一步包括齿环8，其同心布置并且可关于旋转轴2的中心线H1自由旋转。齿环8设有第一齿部9，其与齿轮4的齿部10配合。
齿环8进一步设有第二齿部11，其与辅助驱动元件13的齿部12配合。
在该代表性实施方式中，辅助驱动元件为以固定传动比联接着旋转轴2的齿轮。为此，旋转轴支撑着齿轮35，齿轮35被布置成关于中心线H1旋转，所述齿轮35与齿轮36配合，齿轮36则与辅助驱动元件13一起旋转，该辅助驱动元件13被设计为围绕旋转轴线H4的齿轮。
在此，辅助驱动元件13和旋转轴2之间的传动比因此而为旋转轴2转动一圈导致齿轮4围绕其自身轴的中心线H2反向转动一圈。
齿轮4被安装在旋转轴2的偏心突出部14上，该偏心突出部位于轴直径之内。当然，也可以提供相对于轴突出的曲柄，齿轮可被安装在曲柄上。
PC泵的转子6设有一个围绕着转子中心线H3延伸的螺旋绕组15。转子中心线基本上平行于旋转轴2的中心线H1延伸，带有偏心中间距离e，中心线H1与定子16的中心线重合。转子6容纳于定子16的容纳开口17中。容纳开口17设有两个基本上以偏心距离e平行于旋转轴2的中心线H1延伸的螺旋空腔18，所述空腔通过定子16的中央区域19互连。
定子的螺旋绕组18的节距为转子6的螺旋绕组15的节距的两倍。因此，定子16的螺旋绕组18的数量大于转子6的螺旋绕组15的数量。
转子6和定子16由钢或其它类似的相对坚硬材料制成。转子和定子的配合表面设有衬层，例如陶瓷涂层。
如显示于图5，定子具有薄壁设计。在其外表面上，定子16设有沿轴向方向延伸的肋20’，它们用作组合的冷却和加强肋。
如显示于图6，转子和定子设有从小直径D1变化到大直径D2的剖面，从而泵包括两个级。在具有直径D2的较宽部分处，如果设有开通于定子容纳开口17中的通道，则该通道可以用于将待混合物质供给到将被泵送的基材。
图3示出了PC泵7设有水泥浆料输入部20，水泥浆料借助于位移空间而从该输入部吸取，该位移空间作为转子6在定子容纳开口中移动的结果而移动，由此水泥浆料被推压至挤压输出部21。
水泥浆料输入部20的一个侧壁由轴承屏蔽体30形成。在图7中，轴承屏蔽体30被详细显示。轴承屏蔽体以承载的方式安装着旋转公转运动的转子6和与其联接的齿轮4。轴承屏蔽体由偏心地容纳于第二圆柱形轴承32中的圆柱形第一轴承31形成。为了不但吸收径向力分量(分力)，而且还吸收浆料施加在转子上的轴向力分量(分力)，每个轴承31被设计为双列径向止推滚珠轴承。为了防止浆料通过，将轴承安置于其中的表面被密封。在示于图7的实施方式中，双列轴承可以以有利的方式用于这样的渐进腔设备中，其中，通过借助于偏心双列轴承引导转子的被传动装置接合的一侧，螺旋转子以关于其自身纵向轴线旋转的方式围绕定子中心线公转，转子偏心地容纳在定子中。
图4示出了定子在转动一整圈的过程中如何通过各顺序步骤。在此，定子16关于其自身中心线H3沿相反方向旋转一次。在图4中上侧的视图中，显示出齿环8被旋转，以维持齿轮4关于其中心线H2旋转局限在一整圈旋转。
通过使用根据本发明的传动装置，转子可以几乎没有间隙地容纳于定子中，从而可以被用作压缩机或泥浆马达，或者甚至是内燃机。
转子的自由端则优选地通过轴承被安装，例如借助于前面描述的双列偏心轴承。
在一种较佳的方式中，辅助驱动元件13可以联接伺服马达。以这种方式，变速器可以被形成。这种情况示意性显示于图8，其中蜗杆23被辅助电马达(未示出)驱动，并且与位于齿环8外侧的相应的蜗轮齿部11配合。借助于这样的配置，辅助驱动元件和旋转轴之间的传动比可以自由选择，从而使得，每次齿轮作圆形公转运动，齿轮关于其自身轴线的相应旋转圈数可以自由设定。通过有益地提供齿轮4的轴向延续段24，该齿轮可以进一步被设计成与辅助齿环26的齿部25配合，辅助齿环26与旋转轴2同心布置，并且与齿环8具有相同的传动比。在此，辅助齿环26被设计为末端辅助环。在此，所述环26支撑着附加旋转轴27，该附加旋转轴提供与第二驱动元件5的联接，并且与旋转轴共同平行(co-parallel)地布置。通过这种方式，如示于图9，可以以一种较佳方式实现无级变速传动装置。
借助于这样的无级变速传动装置，可以在两个旋转方向上实现从0至最大旋转速度的完整的无级变化的输出旋转速度。借助于旋转输入轴，输出轴可以停止，而不必解除联接。可以设定非常低的蠕动速度，从而较低的驱动源功率可以被选择和/或高扭矩可以提供。
传动装置是100％无打滑的并且具有非常高的效率。
传动装置的尺寸较为紧凑，同时其结构相对简单并且包括很少的部件。
这样的变速器可以，例如，被用于驱动车辆、升降机、农机，用于推进船只或用于驱动工具。
利用这种变速器，可在所有时间在输入轴和输出轴之间保持存在固定连接。借助于变速器，驱动器的输出轴可以停止。因此，当驱动器例如由电控单元控制时，变速器可以被优异地用作轿车中的传动装置，同时还可以通过传动装置实现诸如ESP或ABS等功能。应当指出，诸如辅助环等的环不仅仅可以如所示出的那样包括带有内齿部的环，而是还可以包括带有外齿部的环，以更紧凑地组装所述轮。
在轿车或卡车中，通过这种方式，轮可以通过传动装置而由电马达直接驱动。以这种方式，每个轮可以被设计成带有其自身的驱动马达。
这样，传动装置可以容纳于电马达的转子组件中，因此获得可行的最紧凑尺寸。
相对于由电马达以频率控制的方式直接驱动的轮，本发明因此而可以获得这样的优点，即电马达可以具有相对轻质的设计。这是由于，借助于传动装置，扭矩可以被转化为用于例如从静止状态加速。此外，借助于传动装置，输出轴的旋转速度可以控制为零。借助于传动装置，旋转的电马达可以用于在输出轴处于静止时约束输出轴，从而输出轴被止动。
在车辆中使用这样通过传动装置由电马达直接驱动的轮，会产生多种优点。因此，传统轴装置和差速器可以省略，并且电池或燃料电池可以安置在可供使用的空间中。
车辆的重心可以大幅度降低，并且由于车辆的不同构造，可以提供更多的可用空间。此外，以这种方式，拖车可以被简单地设计为牵引装置。
图10示出了传动装置的多级式改型例的示意性侧视图。在这种实施方式中，同心布置并且相对于旋转轴可旋转的第二齿环8′被提供。第二齿环8′设有内齿部9′，其与辅助轮4′的齿部10′配合。第二齿环8′设有外齿部11′，其与第二蜗杆23的齿部12′配合，第二蜗杆由第二伺服马达22′(未示出)驱动。
辅助齿轮4′的轴向延续段24′与第二辅助环26′配合。第二辅助环26′可以形成末端辅助环以支撑附加旋转轴27，或者，也可以形成第二中间辅助环以产生第三级。
通过由伺服马达22、22′驱动第一和第二蜗杆23、23′，可以产生具有两个控制级的变速器。然而，蜗杆23、23′还可以被用于实现具有彼此不同旋转速度的轴分支。
为了进一步阐明，下面将参照图101-115进一步解释本发明。
范比克(VanBeek)4D传动装置，以下称作VB4D和/或4D，是一种驱动减速器，其可用作：
a-无级变速驱动减速器，其具有从0(零)至超速的无级变速比；
b-驱动减速器，其具有固定传动比，其变速比从＞0开始；
c-驱动减速器，其具有固定传动比，用于驱动；
c1-偏心螺旋蜗杆转子等等，以及所谓的蜗轮泵；
螺杆泵和偏心螺杆泵，渐进腔式泵(PCP)和渐进腔式马达(PCM)。
4D传动装置基于3个主要构成部件I、II和III：
I-中央第一输入轴，最少具有一个偏心轮(I.1-I.n)；
II-中央第二输入伺服，具有至少一个偏心轮；
III一基于使用情况的台站(a，b，c)或偏心(c1)输出轴，带有至少一个轮。
轮总体特性：
由主要构成部件I、II和III形成的轮传动部(wheel treads)可以：
d)具有任何设计；
e)在相应的轮上具有任何位置，同时
f)彼此之间共同运动、彼此之间相对运动以及组合运动的功能保持不变。
轮传动部的例子有：金属传动部，塑料，橡胶，利用摩擦油实现摩擦的，带齿的，等等。
传动部代表性实施方式：如果是带齿的，可行的齿部为直齿、螺旋齿、准双曲面齿、锥齿部等等，其可能的位置为位于外周位于内侧和/或位于轮侧面。
部件描述：
部件I为中央输入轴，具有至少一个偏心轮I.1至I.n。
图101示出了用于一个偏心轮I.1的输入轴I。
图102示出了用于四个偏心轮1.1-1.4的输入轴I。
图103示出了具有四个偏心轮1.1-1.4的输入轴I。
部件II为中央第二输入伺服部件，具有至少一个偏心轮传动部。
图104示出了作为同心轮的第二输入伺服轴。图104A以透视图示出了部件II。图104B以剖视图示出了部件II。
图105示出了与第一输入轴I进行组装。图105A以透视图示出了部件I和II。图105B以剖视图示出了部件I和II。偏心轮I.1的中心线和部件I的中心线之间的距离为偏心量′e′。
第二中央输入轴(轮II)通过轴承可自由旋转地安装在中央第一输入轴I上。
在图106A中，表示出在第一输入轴I被驱动且第二输入轴II通过第二伺服马达而保持静止时出现的各种旋转动作。
假定第一输入轴I以1,000转/分的速度旋转。
偏心轮1.1-1.4通过轴承安装在与第一轴I的中心线相隔距离′e′处，并且因此而总是以与第一轴I相同的旋转速度和方向旋转，即速度为1,000转/分。
每个偏心轮的传动部直接推抵保持不动的所述轮II的静止传动部。如果它们是带齿的，它们甚至可以锚固于彼此中。这可以确保偏心轮需要关于它们自身轴线旋转。
为了清楚起见，现在假定轮II在传动部的位置处的直径等于偏心轮直径的两倍。那么，偏心轮1.1-1.4和同心轮II之间的直径比为1∶2。偏心轮关于它们自身轴线旋转的速度因此为2,000转/分。
图106B示出了第一输入轴I带有偏心轮1.1-1.4和第二输入轴II。第二输入轴II现在也旋转。第一输入轴I、第二输入轴II和偏心轮的旋转方向由箭头表示出来。第二驱动器现在也向右侧驱动第二输入轴II，并且假定该驱动速度为1转/分。第一轴I继续以1,000转/分向右侧旋转而没有变化。由于第二输入轴II的传动部沿与第一输入轴I相同的方向旋转，因此偏心轮关于它们自身轴线旋转的旋转速度将减小。然而，这一速度并不是它们关于轴I的中央中心线旋转的速度；后者保持在1,000转/分。偏心轮关于它们自身中心线的旋转速度被减速，轮II的减小量等于1转/分，因为它沿相同的方向运行。由于轮II转动一圈等于偏心轮转动两圈，因此这些轮的自身旋转减小2转/分，即从2,000减小到1,998转/分。那么，偏心轮或偏心轮的组件以1,000转/分的速度与中央第一轴I一起围绕传动装置的中心线向右侧公转，同时还进一步以1,998转/分(也向右侧)关于其自身轮轴线旋转。
图107表示带有偏心轮I.n的第一输入轴I和第二输入轴II。此外，图107A进一步示出了第三输入轴III。图107A以透视图示出了结构。图107B以剖视图示出了轴I、II和III以及轮I.1。上面讨论的运动以及它们的结果被显示在图107A中，在此它们被直观地示出。
在传动装置输出部，箭头A和B表示元件III旋转的相反方向。输出轴(元件III)实际上同时执行两个完全相反的运动。偏心轮I.1的传动部致使输出轴III的传动部25以1,998加上速比2的因素＝999转/分的速度向左侧即沿方向A旋转。与此同时，偏心轮I.1以输入轴I的速度＝1,000转/分沿方向B驱动同一传动部25。那么，所产生的沿方向A和B之间的速度差为1转/分。由于B大于A，合成运动的方向沿方向B，即向右侧。以这种方式，实现了变速传动装置，其速比为零至超速。
示于图107B的传动装置包括旋转轴I、2，用于与第一驱动元件联接。旋转轴I、2设有轮I.1、4，所述轮被偏心地并且可自由旋转支撑在轴I、2上，用于与第二驱动元件联接。传动装置进一步包括环II、8，其与旋转轴I、2同心布置并且可相对于旋转轴旋转，所述环II、8设有第一传动部9，其与所述轮I.1、4的传动部配合。所述环II、8进一步设有第二传动部11，其与辅助驱动元件(这里未示出)的传动部配合，从而旋转轴I、2的旋转导致所述轮I.1、4关于旋转轴I、2的中心线H1的相应圆形轨迹公转运动。所述轮I.1、4关于其自身轴线H2的旋转基于旋转轴I、2的旋转并且取决于所述环II、8关于旋转轴I、2的中心线H1的旋转。此外，所述轮I.1、4与辅助环26的传动部25配合，该辅助环26与旋转轴I、2同心布置，并且与所述环II、8具有相同的传动比。在此，辅助环26被设计为末端辅助环。在此，所述环26支撑着附加旋转轴III、27，所述附加旋转轴被布置成与所述旋转轴共同平行。
计算例图107A
传动部直径：输入轴II＝输出轴III(固定条件)
偏心轮I.1＝0.5×输入和输出轴II和III＝速比2(非固定条件，在本实施例中被′偶然地′满足)
偏心轮I.1＝偏心轮I.2-I.n(固定条件，如果多于一个偏心轮被使用)
偏心轮I.1的左侧传动部的直径＝偏心轮I.1的右侧传动部的直径，具有相同的齿部位置。
实施例1
第一输入轴I        1,000rpm向右侧
第二输入轴II       0rpm
第三输出轴III      ？rpm
输入轴I相对于输入轴II的相对转速n＝1,000rpm向右侧
偏心轮I.1的转速n＝1,000×2＝2,000rpm向右侧，从而输出轴III 2,000÷2＝1,000rpm向左侧＝A，但偏心轮I.1还向右侧运行，转速为1,000rpm＝B
A和B的合成结果＝0rpm＝输出轴III的转速n
实施例2
第一输入轴I         1,000rpm向右侧
第二输入轴II        0rpm向右侧
第三输出轴III      ？rpm
输入轴I相对于输入轴II的相对转速n＝999rpm向右侧
偏心轮I.1的转速n＝999×2＝1,998rpm向右侧，从而输出轴III 1,998÷2＝999rpm向左侧＝A，但偏心轮I.1还向右侧运行，转速为1,000rpm＝B
A和B的合成结果＝1rpm向右侧＝输出轴III的转速n
实施例3
第一输入轴I      8,000rpm向右侧
第二输入轴II     1,200rpm向右侧
第三输出轴III         ？rpm
输入轴I相对于输入轴II的相对转速n＝6,800rpm向右侧
偏心轮I.1的转速n＝6,800×2＝13,600rpm向右侧，从而输出轴III 13,600÷2＝6,800rpm向左侧＝A，但偏心轮I.1还向右侧运行，转速为8,000rpm＝B
A和B的合成结果＝1,200rpm向右侧＝输出轴III的转速n
实施例4
第一输入轴I         1,500rpm向右侧
第二输入轴II        200rpm向左侧
第三输出轴III       ？rpm
输入轴I相对于输入轴II的相对转速n＝1,700rpm向右侧
偏心轮I.1的转速n＝999×2＝1,998rpm向右侧，从而输出轴III 1,998÷2＝999rpm向左侧＝A，但偏心轮I.1还向右侧运行，转速为1,000rpm＝B
A和B的合成结果＝1rpm向右侧＝输出轴III的转速n
实施例5
第一输入轴I      1,000rpm向右侧
第二输入轴II     1rpm向右侧
第三输出轴III    ？rpm
输入轴I相对于输入轴II的相对转速n＝999rpm向右侧
偏心轮I.1的转速n＝999×2＝1,998rpm向右侧，从而输出轴III 1,998÷2＝999rpm向左侧＝A，但偏心轮I.1还向右侧运行，转速为1,000rpm＝B
A和B的合成结果＝1rpm向右侧＝输出轴III的转速n
实施例6
第一输入轴I        1,000rpm向右侧
第二输入轴II       1rpm向右侧
第三输出轴III      ？rpm
输入轴I相对于输入轴II的相对转速n＝999rpm向右侧
偏心轮I.1的转速n＝999×2＝1,998rpm向右侧，从而输出轴III 1,998÷2＝999rpm向左侧＝A，但偏心轮I.1还向右侧运行，转速为1,000rpm＝B
A和B的合成结果＝1rpm向右侧＝输出轴III的转速n
实施例7
第一输入轴I        1,000rpm向右侧
第二输入轴II       1rpm向右侧
第三输出轴III      ？rpm
输入轴I相对于输入轴II的相对转速n＝999rpm向右侧
偏心轮I.1的转速n＝999×2＝1,998rpm向右侧，从而输出轴III 1,998÷2＝999rpm向左侧＝A，但偏心轮I.1还向右侧运行，转速为1,000rpm＝B
A和B的合成结果＝1rpm向右侧＝输出轴III的转速n
这些实施例示出了输出轴III的旋转速度和旋转方向与输入轴II的旋转速度和旋转方向相同，独立于输入轴I。人们可以说旋转的偏心轮I.1将输出轴III相对于输入轴II′固定′。输入轴II，既可以保持静止，也可以匀速旋转，也可以以加速或减速方式旋转，因此而控制输出轴III的运动，包括静止状态。
传动装置的进一步性能和/或用途可见于起动、驾驶离开和制动。
起动和驻车位置
VB4D可以这样起动，即马达的输出轴通过输入轴I而固定地连接着VB4D。通过输入轴II的静止伺服马达，轴III的输出旋转速度为零。这样，联接，不论是干式的还是湿式的，都不再需要了。
当伺服马达停顿时，车辆还被止动。这使得不再需要驻车制动器。
驾驶离开，加速
驾驶离开本身及其加速只取决于可变扭矩。在大速比，例如马达转数为1,000rpm输入，变化到1rpm输出，1,000倍马达扭矩可由传动装置提供，忽略大约3％的传动装置损失。因此，运动型加速可以实现，但燃料高效率、经济性的加速也是可行的。传动装置控制器则保持马达速度在平稳驾驶离开所必须的最低位置。
减速，制动
类似于驾驶离开，利用伺服马达，既可以强制性地也可以平稳地将速度降低到静止状态。因此，现有的制动器配置可能再也不需要了。从技术上讲，制动盘和制动垫板都不是决定性的，而阻滞力、其控制、故障分析等才是决定性的。在任何情况下，通过使用VB4D传动装置，制动器的使用和维护可以减少。
巡航
在一种实施方式中，驾驶员可以通过按下按钮而选择性地将VB4D控制器设定在经济型、运动型或换档变速。在经济型模式，速比被连续调节至牵引阻力和/或紧急停止指令。
在图107所示实施方式中，偏心轮左侧部分和右侧部分的齿部彼此对正。通过选择偏心轮的工作直径，以使其左右侧相等，可以在输入轴II停顿时实现输出轴III停顿。
进一步的实施方式被显示在图108和图109。图108涉及一种VB4D，其中轴II和III带有内螺纹。图108A示出了正视图，图108B示出了剖视图。图108C示出了带有内螺纹的实施方式的透视图，轴I和II具有相同的旋转方向。在图108D中，轴I和II的旋转方向相反。图109A和图109B分别示出了轴II和III带有内螺纹的实施方式的正视图和剖视图，其中偏心量′e′小于输入轴I的直径。图109C示出了具有小偏心量′e′的VB4D的另一代表性实施方式。由于这种小偏心量，偏心轮I.1需要被围绕′轴I′引导，以便能够以相同的方式继续执行其功能。
与图108C有关的计算例：
传动部直径：输入轴II＝输出轴III(固定条件)
偏心轮I.1＝0.5×输入和输出轴II和III＝速比2(非固定条件，在本实施例中被′偶然地′满足)
偏心轮I.1＝偏心轮I.2-I.n(固定条件，如果多于一个偏心轮被使用)
偏心轮1.1左侧传动部的直径＝偏心轮I.1右侧传动部的直径，具有相同的齿部位置。
实施例8
第一输入轴I        1,000rpm向右侧
第二输入轴II       0rpm
第三输出轴III      ？rpm
输入轴I相对于输入轴II的相对转速n＝1,000rpm向右侧
偏心轮I.1的转速n＝1,000×2＝2,000rpm向右侧，从而输出轴III 2,000÷2＝1,000rpm向左侧＝A，但偏心轮I.1还向右侧运行，转速为1,000rpm＝B
A和B的合成结果＝0rpm＝输出轴III的转速n
实施例9
第一输入轴I      1,000rpm向右侧
第二输入轴II     1rpm向右侧
第三输出轴III    ？rpm输入轴I
相对于输入轴II的相对转速n＝999rpm向右侧
偏心轮I.1的转速n＝999×2＝1,998rpm向右侧，从而输出轴III 1,998÷2＝999rpm向左侧＝A，但偏心轮I.1还向右侧运行，转速为1,000rpm＝B
A和B的合成结果＝1rpm向右侧＝输出轴III的转速n
实施例10
第一输入轴I      1,000rpm向右侧
第二输入轴II     1rpm向右侧
第三输出轴III    ？rpm
输入轴I相对于输入轴II的相对转速n＝999rpm向右侧
偏心轮I.1的转速n＝999×2＝1,998rpm向右侧，从而输出轴III 1,998÷2＝999rpm向左侧＝A，但偏心轮I.1还向右侧运行，转速为1,000rpm＝B
A和B的合成结果＝1rpm向右侧＝输出轴III的转速n
实施例11
第一输入轴I       1,000rpm向右侧
第二输入轴II      1rpm向右侧
第三输出轴III     ？rpm
输入轴I相对于输入轴II的相对转速n＝999rpm向右侧
偏心轮I.1的转速n＝999×2＝1,998rpm向右侧，从而输出轴III 1,998÷2＝999rpm向左侧＝A，但偏心轮I.1还向右侧运行，转速为1,000rpm＝B
A和B的合成结果＝1rpm向右侧＝输出轴III的转速n
实施例12
第一输入轴I      1,000rpm向右侧
第二输入轴II     1rpm向右侧
第三输出轴III    ？rpm
输入轴I相对于输入轴II的相对转速n＝999rpm向右侧
偏心轮I.1的转速n＝999×2＝1,998rpm向右侧，从而输出轴III 1,998÷2＝999rpm向左侧＝A，但偏心轮I.1还向右侧运行，转速为1,000rpm＝B
A和B的合成结果＝1rpm向右侧＝输出轴III的转速n
实施例13
第一输入轴I       1,000rpm向右侧
第二输入轴II      1rpm向右侧
第三输出轴III     ？rpm
输入轴I相对于输入轴II的相对转速n＝999rpm向右侧
偏心轮I.1的转速n＝999×2＝1,998rpm向右侧，从而输出轴III 1,998÷2＝999rpm向左侧＝A，但偏心轮I.1还向右侧运行，转速为1,000rpm＝B
A和B的合成结果＝1rpm向右侧＝输出轴III的转速n
实施例14
第一输入轴I     1,000rpm向右侧
第二输入轴II    1rpm向右侧
第三输出轴III   ？rpm
输入轴I相对于输入轴II的相对转速n＝999rpm向右侧
偏心轮I.1的转速n＝999×2＝1,998rpm向右侧，从而输出轴III 1,998÷2＝999rpm向左侧＝A，但偏心轮I.1还向右侧运行，转速为1,000rpm＝B
A和B的合成结果＝1rpm向右侧＝输出轴III的转速n
在示于图108和图109的代表性实施方式中，作为内螺纹结果，偏心轮I.1旋转与输入轴I的旋转反向。实施例8-14还示出，同样在这些代表性实施方式中，输出轴III的旋转速度和旋转方向与输入轴II的旋转速度和旋转方向相同。
可以看出，偏心轮的附加优点是偏心轮可具有两个功能。
第一功能是在通过偏心轮I.1以速比1∶1连接的传动部9和传动部25之间形成′滚动锁定′。多重偏心轮可以看作为一笼体，其包括两个表面9和25并将它们相对于彼此固定。接下来，笼体的′杆部′为偏心轮(小齿轮)，它们每个分别可以关于它们自身轴线自由旋转。笼体为输入轴I的一部分，并且被连接着输入轴I的主马达驱动。现在如果不发生任何其它情况，主马达不能向输出轴III施加任何力。
第二功能是′沿轴向方向刚性联接′，以将主马达的扭矩传递到轴III。为了实现这一点，输入轴II的(伺服)驱动器可以使用。输出轴III开始与输入(伺服)轴II一起旋转，并且离开其空档状态。如果(伺服)马达通过功率分配器而由主马达供应功率，则总驱动功率和扭矩由主马达提供。总驱动功率和扭矩还可以由主马达例如柴油机产生，并且额外的功率源例如一个或多个电马达用作输入轴II的(伺服)驱动器。
图110示出了一种实施方式，其中具有1∶1的传动比，但轴II和III在与所述轮I.1-I.n接合的公转表面具有不同的直径。接下来，在这种代表性实施方式中，输出轴III具有椭圆形形状。偏心轮的I.1-I.n在轴III的位置处的中心线位置不同于在轴II的位置处的中心线位置。偏心轮的右侧是输出轴III所在的一侧，偏心轮的左侧是输入轴II所在的一侧。图110依次示出了偏心轮的左侧的侧视图，右侧在最高位置时的侧视图，右侧在最低位置时的侧视图，进一步示出了右侧在最高位置时的正视图和右侧在最低位置时的正视图。
图111示出了一种代表性实施方式，其中中心开口被形成于输出轴III中。这使得偏心轮I.1可被第二输出轴触及。接下来，该第二输出轴移动经过所述轮I.1关于输入轴I的中心线H1旋转的偏心路径。那么，除了中央输出轴III以外，可以使用多个偏心输出轴，从而存在偏心轮。这适用于，例如，混合或搅拌动作。
图112示出了一种代表性实施方式，其中这样的偏心输出轴IV被提供。这种变速器还可以被用作，例如，泵。图112还示出了泵转子V的起始接口(starting stub)，定子VI的输入部，定子VI的输出部，以及转子V的末端接口。VII示出了的密封膜。
图113也示出了一种变速器，其在输出轴III中设有中心开口。然而，该实施方式设有第二输入轴II的外部伺服驱动器的替代物。输入轴I转动一圈，I.1围绕其自身轴线H2进行多于一圈的转动，即以速比为II的直径/I.1的直径。为了还能在转子I转动一圈时获得轮I.1旋转一圈，(伺服)马达可以为此进行补偿，以便仍能获得II和I.1之间的1∶1的速比。由于这一点作为固定条件而言是理想的，因此带有接头和控制器的(伺服)马达可以可选地被省略并且被替换成从输入轴I至第二输入轴II的较低价的固定驱动器。为此，第一输入轴I设有齿环100，而第二输入轴设有齿环101。在这两个传动部100和101之间，设有自由旋转小齿轮102，其通过轴承安装在传动装置的基座或壳体中。变化的直径使得可以通过上面描述的补偿来实现任何泵偏心量。例如，如果偏心(辅助)搅动齿轮被驱动，则伺服马达可以用作第二输入轴II的驱动器，从而搅动齿轮可以相对于第一轴I和输出轴III以可变的速度旋转。此外，输出轴III本身，例如，也可以是搅动齿轮。同样，多于一个的偏心(辅助)搅动齿轮可以被驱动。
图114示出了一种传动装置，其具有用于第一输入轴I的驱动马达以及偏心输出轴IV。通过以图114中的代表性实施方式设计转子，转子运动不是由定子引起，而是由转子驱动器′自主地′产生。自主的转子运动提供了一种转子在定子中的无接触操作，其结果是，彼此几乎没有间隙，转子和定子形成轴向渐进移动空腔，其中气体和空气能以无接触且干态运行的方式被泵送。
图115示出了完整的泵，其设有根据本发明的传动装置。辅助装置103为用于转子的可拆卸悬浮轴承，用于防止转子弯垂。
根据本发明的传动装置既可以输出可变的旋转速度，也可以输出固定的旋转速度。此外，可以将多于一个输出轴联接至传动装置。这些输出轴既可以以固定的旋转速度也可以以可变的旋转速度相对于彼此移动。
显然，本发明并不局限于这里显示的代表性实施方式，而是可以在权利要求限定的本发明范围内做出多种修改。

Claims (30)

1.一种传动装置，包括用于与第一驱动元件联接的旋转轴，其上设有轮，所述轮在所述轴上被偏心地支撑并且可自由旋转，用于与第二驱动元件联接，其特征在于，所述传动装置进一步包括环，其与旋转轴同心布置并且可相对于旋转轴旋转，所述环设有与所述轮的传动部配合的第一传动部和与辅助驱动元件的传动部配合的第二传动部，从而旋转轴的旋转导致所述轮关于旋转轴的中心线作相应的圆形轨迹公转运动，而所述轮关于其自身轴线的旋转基于旋转轴的旋转和所述环关于旋转轴的中心线的旋转。
2.根据权利要求1所述的传动装置，其中，所述轮进一步与辅助环的传动部配合，所述辅助环以与所述环相同的传动比与旋转轴同心布置。
3.根据权利要求2所述的传动装置，其中，所述环和辅助环以轴向相隔的方式布置。
4.根据权利要求1至3中任一所述的传动装置，其中，所述轮通过轴向延续段联接着第二驱动元件。
5.根据权利要求4所述的传动装置，其中，第二驱动元件的旋转轴与所述轮的旋转轴共轴。
6.根据权利要求1所述的传动装置，其中，设有辅助环，其被设计为末端辅助环并且支撑着附加旋转轴，所述附加旋转轴被布置成与所述旋转轴相互平行，以提供与第二驱动元件的联接。
7.根据权利要求1所述的传动装置，其中，设有辅助环，所述辅助环被设计为中间辅助环，其设有偏心地布置并且可自由旋转的附加轮。
8.根据权利要求1所述的传动装置，其中，所述轮是齿轮，并且所述环是齿环，所述齿环的第一齿部与所述齿轮配合、第二齿部与辅助驱动元件的齿部配合。
9.根据权利要求1所述的传动装置，其中，辅助驱动元件通过一传动器联接着所述旋转轴。
10.根据权利要求1所述的传动装置，其中，辅助驱动元件以固定传动比联接着所述旋转轴。
11.根据权利要求10所述的传动装置，其中，辅助驱动元件和所述旋转轴之间的传动比被设置成使得，所述旋转轴转动一圈导致所述轮围绕其自身轴线转动一圈。
12.根据权利要求1所述的传动装置，其中，辅助驱动元件联接着伺服马达。
13.根据权利要求1所述的传动装置，其中，为实现由轴承承载旋转公转运动，设有一个或多个双列偏心轴承，所述偏心轴承分别由偏心地容纳于圆柱形第二轴承中的圆柱形第一轴承构成。
14.根据权利要求13所述的传动装置，其中，至少设有一个双列偏心轴承，其中安置着轴承的表面被密封而形成轴承屏蔽体。
15.根据权利要求1所述的传动装置，其中，所述轮联接着转子，所述转子设有至少一个围绕转子中心线延伸的螺旋绕组。
16.根据权利要求15所述的传动装置，其中，转子中心线被布置成平行于旋转轴中心线但相对于该旋转轴中心线偏心地延伸。
17.根据权利要求16所述的传动装置，其中，转子容纳于定子的容纳开口中，所述容纳开口设有至少两个螺旋绕组，所述绕组平行于旋转轴的中心线但相对于该旋转轴中心线偏心地延伸，并且所述绕组通过定子的中央区域互连。
18.根据权利要求17所述的传动装置，其中，定子的螺旋绕组的节距为转子的螺旋绕组的节距的两倍，并且定子的螺旋绕组的数量大于转子的螺旋绕组的数量。
19.根据权利要求17所述的传动装置，其中，转子和定子由相对坚硬材料制成。
20.根据权利要求17所述的传动装置，其中，转子和定子由钢制成。
21.根据权利要求17所述的传动装置，其中，转子和/或定子设有衬层。
22.根据权利要求17所述的传动装置，其中，定子具有薄壁结构。
23.根据权利要求22所述的传动装置，其中，定子在其外表面上设有沿轴向方向延伸的肋。
24.根据权利要求17所述的传动装置，其中，定子和转子的直径沿中心线变化。
25.根据权利要求24所述的传动装置，其中，在出现直径变化的位置，定子设有开通于容纳开口中的通道。
26.根据权利要求15所述的传动装置，其中，转子具有中空结构。
27.根据权利要求15所述的传动装置，其中，所述旋转轴是输入轴，并且转子是泵、压缩机或混合器的移动体。
28.根据权利要求15所述的传动装置，其中，所述旋转轴是输出轴，并且转子是马达的移动体。
29.根据权利要求15所述的传动装置，其中，转子的与齿轮联接着的端部容纳于根据权利要求13或14所述的双列偏心轴承中。
30.根据权利要求15所述的传动装置，其中，转子的自由端通过轴承安装在根据权利要求13或14所述的双列偏心轴承中。
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