CS259966B1

CS259966B1 - Infinitely adjustable joint

Info

Publication number: CS259966B1
Application number: CS8610291A
Authority: CS
Inventors: Jan Babak
Original assignee: Jan Babak
Priority date: 1986-12-30
Filing date: 1986-12-30
Publication date: 1988-11-15
Also published as: CS1029186A1

Abstract

Předmětem řešení Je vytvoření Jednoduché konetrukce plynule prestavitelného kloubu, u něhož je dosaženo samosvorností mechanismu 2a použití nízkých hodnot převodů při současném automatickém vymezování vůlí mezi rameny, vzniklými v důsledku výrobních nepřesností. Uvedeného cíle Je dosaženo tím způsobem, že kloub Je vytvořen Jako dvouřady planetový mechanismus, kde ozubené kolo s vnitřním troohoidním ozubením Je pevně spojeno s pohyblivým ramenem, ve kterém Je soustředně otočně uložen výstředník, na Jehož excentru jo otočně uloženo kolo s vnějším troohoidním ozubením o počtu zubů z^á Z2~2, přičemž mezi obě ozubená kola Je vložen vyrovnávací věnec opatřený ozubeným kolem a vnějším troohoidním ozubením o počtu zubů o Zj · zg-l, zabírající s ozubeným kolem pevně spojeným s pohyblivým ramenem a soustředným ozubeným kolem s vnitřním troohoidním ozubením o počtu zubů Z4 = zi+1, které je v záběru s ozubeným kolem, spojeným s pevným ramenem.The subject of the solution is the creation of a simple design of a continuously adjustable joint, in which self-locking of the mechanism 2 and the use of low gear values are achieved while simultaneously automatically defining the clearances between the arms resulting from manufacturing inaccuracies. The stated objective is achieved in that the joint is formed as a two-row planetary mechanism, where a gear wheel with internal troohoid gearing is fixedly connected to a movable arm, in which an eccentric is concentrically rotatably mounted, on whose eccentric is rotatably mounted a wheel with external troohoid gearing with a number of teeth z^á Z2~2, whereby between the two gears a balancing ring is inserted provided with a gear wheel and external troohoid gearing with a number of teeth o Zj · zg-l, engaging with a gear wheel fixedly connected to the movable arm and a concentric gear wheel with internal troohoid gearing with a number of teeth Z4 = zi+1, which is in engagement with a gear wheel connected to the fixed arm.

Description

Předmětem vynálezu je úhlově plynule přestavítelný kloub, který při menším převodu disponuje samosvorným účinkem. Kromě toho vykazuje tento mechanismus kompenzační účinek vůči nepřesnostem výroby a vyznačuje se minimální vůlí ramen ve směru pohybu.The object of the invention is an angularly infinitely adjustable hinge which has a self-locking effect in a smaller transmission. In addition, this mechanism exhibits a compensating effect against manufacturing inaccuracies and is characterized by minimal backlash in the direction of movement.

Dosud známé plynule přestavitelně klouby tvořené dvěma, tře· mi nebo čtyřmi ozubenými koly, opatřenými poloevolventním nebo trochoidním ozubení^ zakládají svůj samosvorný účinek na skutečnosti, že osová vzdálenost ozubených kol s vnitřním záběrem je menší než střední průměr excentru, násobený součinitelem tření. U klasického kluzného uložení excentru to znamená, Že excentricite ozubených kol musí být menší než přibližně desetina středního průměru excentru. Tento požadavek vede nutně k aplikaci ozubení o větších počtech zubů a malé zubové diferenci, které pak určují poměrně vysoký převod takového samosvorného mechanismu. Kromě toho většina dosud známých konstrukcí vykazuje úhlovou kolísající vůli ramen, nutně vzniklou z důvodu vědomě uvolněného· ozubení na základě reálně existujících nesouosostí, aby nenastala zubová interference použitých dílů.The hitherto continuously adjustable joints consisting of two, three or four gears provided with semi-solvent or trochoid gearing base their self-locking effect on the fact that the axial distance of the internally engaged gears is smaller than the mean eccentric diameter multiplied by the coefficient of friction. For a conventional eccentric slide bearing, this means that the eccentricity of the gears must be less than approximately one tenth of the average eccentric diameter. This requirement necessarily leads to the application of gears having larger numbers of teeth and a small tooth difference, which in turn determines the relatively high transmission of such a self-locking mechanism. In addition, most of the prior art designs exhibit angular fluctuating backlash of the arms, necessarily due to deliberately loosened toothing due to real misalignments so as to avoid tooth interference of the parts used.

Nedostatky dosud známých konstrukcí jsou odstraněny plynule pře stavitelným kloubem, vytvořeným jako dvouřadý planetový mechanismus s ozubenými koly opatřenými trochoidním ozubením a automatickým nastavením osových vzdáleností»s excentrem o excentricitě, splňující relaci |< ®^<ei^+eXi tím,že ozubené kolo s vnitřním trochoidním ozubením je pevně spojeno s pohyblivým ramenem, ve kterém je soustředně otočně uložen výstředník, na jehož excentru je otočně uloženo ozubené kolo s vnějším trochoidním ozubením o počtu zubů z^ ž Zg-2, přičemž mezi obě ozubená kola je vložen vyrovnávací věnec opatřený ozubeným kolem s vnějším trochoidním ozubením a počtu zubů z^=z^i, zabírající s ozubeným kolem pevně spojeným 8 pohyblivým ramenem a soustředným ozubeným kolem s vnitřním trochoidním ozubením o počtu zubů z4= z^+1, které je v záběru s ozubeným kolem, spojeným s pevným ramenem.The drawbacks of the known designs are overcome by a continuously adjustable hinge formed as a two-row planetary gear mechanism with trochoid gearing and an automatic eccentricity offset adjustment »with eccentricity, satisfying the relation | <® ^<e i ^{+ e} Xi, by the internal trochoid toothing is rigidly connected to a movable arm, in which an eccentric is rotatably mounted on its eccentric, the eccentric of which is rotatably mounted with an external trochoid toothing having a number of teeth of zz-Zg-2. gear with outer trochoid gearing and number of teeth z ^ = z ^ i, engaging the gear fixedly connected by 8 movable arm and concentric gear with internal trochoid gearing having a number of teeth z4 = z ^ + 1 engaged with the gear connected to a fixed arm.

Použitím plynulé přestavitelného kloubu, vytvořeného jako dvouřadý planetový mechanismus e těsným trochoidním soukolím a při nepříliš volném točně uloženém excentru v rameřnech vznikne kinematický čistý mechanismus s jedním stupněm volnosti, nevyžadující dalšího uvolňování a umožňující dosaženi minimálníThe use of a continuously adjustable hinge, designed as a double-row planetary mechanism with a tight trochoid gearing and with a not too free rotating eccentric in the arms, results in a kinematic clean mechanism with one degree of freedom, requiring no further release and allowing minimal

-2-.-2-.

výsledné vůle řemen'vůči sobě. Kinematické zapojení s vloženým vyrovnávacím věncem umožňuje dosažení menších velikostí převodů a součesně zajišťuje samostatný účinek bez zvětšování průměrů excentru, které by u jiných mechanismů podobné koncepce by 10 pro zmenšení převodu nutné. Aplikace trochoidního předpokládá jeho těsné provedení, kdy jsou v dotyku všechny zuby. Tím je dán předpoklad pro vysokou únosnost trochoidního ozubení a alternativní možnost vyloučení jeho tepelného zpracování. Kromě toho má trochoidního ozubení v důsledku definice výtvarného způsobu ze své podstaty oblý tvar, velmi vhodný pro technologii přesného stříhání ozubení z plechu.the resulting belt will be against itself. The kinematic engagement with the intermediate alignment ring allows smaller gear sizes to be achieved and at the same time provides a separate effect without increasing the eccentric diameters that would be necessary to reduce the gear in other mechanisms of similar design. Application of trochoid presupposes its tight execution, when all teeth are in contact. This provides a prerequisite for a high load capacity of trochoid toothing and an alternative possibility of eliminating its heat treatment. Moreover, the trochoid toothing, due to the definition of the art process, has an inherently round shape, very suitable for precision cutting technology of sheet metal toothing.

Přiklad provedení plynule přestavítelného kloubu podle vynálezu je znázorněn na připojených výkresech, kde obr. 1 představuje kinetické schéma mechanismu v podélném směru, obr. 2 znázorňuje totéž kinematické schéma mechanismu v příčném směru, obr. 3 představuje podélný řez plynule přestavitelným kloubem v aplikaci jako spouštěč bočních oken motorových vozidel, vedený podél roviny B-B, znázorněná na obr. 4 a obr. 4 znázorňuje podélný řez plynule přestavitelným klouben vedený podél roviny A-A, znázorněné na obr. 4·An exemplary embodiment of a continuously adjustable hinge according to the invention is shown in the accompanying drawings, wherein Fig. 1 shows a kinetic diagram of the mechanism in the longitudinal direction; Fig. 2 shows the same kinematic diagram of the mechanism in the transverse direction; The side windows of motor vehicles, taken along the plane BB shown in Fig. 4 and Fig. 4, show a longitudinal section through a continuously adjustable hinge along the plane AA shown in Fig. 4.

Plynule přestavitelný kloub znázorněný na přiložených výkresech v obr. 1 až obr. 4 je tvořen pohyblivým ramenem 2, pevně spo jeným s krycím plechem 2, které je opatřeno ozubeným kolem 2. s vnitřním trochoidním ozubením s počtem zubů Zg a pevným ramenem 1, jež má vytvořeno ozubené kolo 6 s vnějším trochoidním ozubením a počtem zubů Zp které spolu přímo nezabírají, ale je mezi ně vložen vyrovnávací věnec J opatřený ozubeným kolem £ s vnějším trochoidním ozubením a počtěm zubů z^, které zabírá s ozubeným kolem £ ® dále ozubeným kolem 2 ⁸ vnitřním trochoidním ozubením a počtem zubů z^, které je v záběru s ozubeným kolem 6. pevného ramene 1. Tím vznikají dva spoluzabírající páry ozubených kol s trochoidním ozubením, © to první dvojice tvořená ozubenými koly J a £ a druhá dvojice tvořená ozubenými koly 2 ^a 6» které mají osovou vzdálenost e^a e^-j-. Zbývajícím členem mechanismu je výstředník 8, který je uložen ha jedné straně v pohyblivém ramenu 2 a na druhé v ložisku 10 situovaném v krycím plechu a na jehož excentru je otočně uloženo pevné rameno 1 v otvoru soustředném s ozubením. S výstředníkem 8 je pevně spojena ovládací kli259966The continuously adjustable joint shown in the accompanying drawings in FIGS. 1 to 4 is formed by a movable arm 2 fixedly connected to the cover plate 2, which is provided with a gear 2 with internal trochoid toothing with a number of teeth Zg and a fixed arm 1. has a toothed gear 6 with external trochoid gearing and a number of teeth Zp which do not engage directly, but is interposed therebetween an alignment ring 6 provided with a toothed gear 6 having an external trochoid toothing and a number of teeth z, 2 ⁸ trochoid internal toothing and the number of teeth Z ^, which is meshed with the sixth gear fixed arm 1. this produces two meshing pairs of gears with trochoid toothing © a first pair constituted by gears and £ J and the second pair consisting of a gear gears 2 ^and 6 having an axial distance e 1 and e 2. The remaining member of the mechanism is an eccentric 8 which is mounted on one side in the movable arm 2 and on the other in a bearing 10 situated in the cover plate and on whose eccentric the fixed arm 1 is rotatably mounted in a bore concentric with the toothing. A control key 259966 is firmly connected to the eccentric 8

- 3 ka 11. Otáčením ovládací kliky 11 ve zvoleném směru a při ukotvení pevného ramene l· je pohyblivé ramenSvlce krouživému pohybu, a v důsledku záběiu ozubených kol 4. ^a 2 ® 2 ^a dochází k jeho natočení vůči pevnému ramenu 1 ve stejném směru, jakým se otáčí ovládací klika 11. Převod mezi hřídelem výstředníku 8 a pohyblivým ramenem 2 má podle Willisovy formule velikost ' ₌ _____í2_:_h„___ ^U82 6₂.z₄-z,._Z3 - 3 ka 11. By rotating the crank handle 11 in the selected direction and at the anchoring of the fixed arm 1, the movable arm 11 is in a circular motion and due to the engagement of the gears 4 ^and 2 ® 2 ^and rotates relative to the fixed arm 1 in the same direction. which rotates the control handle 11. Transfer between the eccentric shaft 8 and the movable arm 2, according to Willis formula size ₌ i2 _____ _: _ h "___ ^U 82 6 ₄ ₂ .z -Z ,. _Z3

Protože vzhledem k definici trochoidního ozubení platí vztah:Because, given the definition of trochoid gearing, the following applies:

Z₂ = í₃+1 z₄ · z,+t a v krajním případě z^ = z^ má potom maximálně ipžný převod mechanismu podle vynálezu velikost z₂ Z ₂ = _{3 3} +1 of ₄ · z, + and in the extreme case z ^ = z ^, then the maximum elastic transmission of the mechanism according to the invention has a size of ₂

TJ = max ₂ TJ = max ₂

Tato skutečnost je. limitující podmínkou pro použití mechanismu v konkrétní aplikaci.This fact is. limiting condition for using the mechanism in a particular application.

Vyrovnávací věnec 2 ^se soustředným ozubeným kolem 4 ⁸ vnějším trochoidním ozubením a ozubeným kolem 2 ⁸ vnitřním trochoidním ozubením je schopen kompenzovat v důsledku změny své relativní polohy vůči ozubení ramen 1 a 2 momentální změnu osových vzdáleností e^· a e^, tedy technologickou nesouosost. Dále kompenzuje také nedodržení velikosti excentricity e_výstředníku 8 tak, že se ani tato odchylka neprojeví zvětšením vůle mechanis· mu. Uvedenou funkci plní vyrovnávací věnec 2 tehdy, koncipuje-li se relace osových vzdáleností v poměrech:Compensatory two ^concentric ring gear 4 trochoid external toothing ⁸ and the gearwheel 2 ⁸ trochoid internal toothing able to compensate due to the changes of its position relative to the toothed arm 1 and 2, the momentary change of spacing · e ^ e ^, that technological misalignment. Furthermore, it also compensates for the non-compliance with the eccentricity e of the eccentric 8 so that even this deviation does not result in an increase in the clearance of the mechanism. The alignment ring 2 fulfills this function if the relation of axial distances is designed in ratios:

l^eI^_eXll^<e<eI ^{+ e}II tedy středy kol a výstředníku tvoří trojúhelník s vrcholovým úhlem rozevření hlavních nonnjá3,který utůife. vzájemnou úhlovou polohu okamžitých pólů P_Ta P_TT obou trochoidních soukolí. Možná výchozí poloha je f ~-&g- , tedy jmenovité osové vzdálenosti jsou voleny tak, že splňují vztah e - Ve² + e²I I IIl ^e I ^_e XII ^{<e <e} ^e I ⁺ II thus eccentric wheel centers and forms a triangle with an apex angle of opening of the main nonnjá3 that utůife. relative angular position of instantaneous poles P _T and P _{TT of} both trochoid gears. The possible starting position is f ~ - & g-, ie the nominal axial distances are chosen to satisfy the relation e - Ve ² + e ² II II

V důsledku nedodržení těchto hodnot kolísá pak úhel X kolem 90°, což není v určitém, zejména minusovém pásmu, na závadu funkčnosti mechanismu, ale kompenzuje to exaktním způsobem jinde nutnou velkou vůli mechanismu.As a result of non-observance of these values, the angle λ fluctuates around 90 °, which is not a malfunction of the mechanism in a certain, especially minus band, but compensates in an exact way for the necessary large clearance of the mechanism.

Vzhledem k výše popsané samosvornosti excentrů, způsobené poměrem středního průměru výstředníku 8 k příslušnému průmětu osové vzdálenosti ozubenýah kol při součiniteli tření, příslušnému způsobu uložení výstředníku 8,se mechanismus nastavuje otáčením ovládací kliky 11. Při zatížení pohyblivého ramene 2 nebo pevného ramene 1, tedy při opačném směru toku výkonu je pak mechanismus samosvorný.Due to the eccentricity of the eccentrics described above, caused by the ratio of the eccentric diameter of the eccentric 8 to the respective projection of the axial distance of the toothed wheels at the coefficient of friction, the eccentric arrangement 8, the mechanism is adjusted by rotating the crank 11. In the opposite direction of power flow, the mechanism is self-locking.

Plynule přestavitelný kloub podle vynálezu lze s výhodou použit tam, kde je třeba samosvorným způsobem nestavit úhlovou polohu natáčením ovládacího prvkty a to poměrně malým převodem, řádově do 20, jako například u spsutftěčů bočních oken motorových vozidel, netáčecích mechanismů antén, stavěčů střešních spoilerů a plachet, sedačkových lavic nebo příček zavazadlových prostorů. Mechanismus je také vhodný jako univerzální element pro vozíky postižených. Jeho provedení umožňuje technologii hromadné výroby. Protože vzorec pro převod obsahuje všechny počty zubů, lze pak při univerzální vnější zástavbě docilovat různých velikostí převodů změnou počtu zubů z^a z^ ,The continuously adjustable hinge according to the invention can be advantageously used where it is not necessary to adjust the angular position by self-locking by turning the controls by a relatively small transmission, of the order of 20, such as for motor vehicle side windows , seats or luggage compartment partitions. The mechanism is also suitable as a universal element for wheelchairs disabled. Its design enables mass production technology. Since the conversion formula contains all the numbers of teeth, different sizes of gears can be achieved in the universal external installation by changing the number of teeth z ^ and z ^,

Claims

SUBJECT OF THE INVENTION

Continuously adjustable joint, designed as a two-row planetary mechanism with toothed wheels coated with trochoid gearing and eccentricity with eccentricity, meeting the relationship | e ^. - e ^^ | characterized in that the toothed wheel (7) with internal trochoid toothing with a number of teeth (zg) is fixedly connected to a movable arm (2) in which an eccentric (8) is mounted concentrically rotatably on its eccentric a toothed wheel (6) with an external trochoid toothing having a number of teeth of ≥ Zg-2, wherein an alignment ring (3) provided with a gear (4) and an external trochoid toothing having a number of teeth is inserted between the two gears (6) and (7) z ^ ~ Zg-1, engaging the gear (7) and the concentric gear (5) with internal trochoid gearing having a number of teeth z ^ = z ₁ + 1 that engage the gear (6),