DD228713A3

DD228713A3 - TAUMELPLANRADGETRIEBE

Info

Publication number: DD228713A3
Application number: DD24559082A
Authority: DD
Inventors: Klaus Jaksztat; Gerhard Hoffmann; Reinhard Mutschler
Original assignee: Klaus Jaksztat; Gerhard Hoffmann; Reinhard Mutschler
Priority date: 1982-12-06
Filing date: 1982-12-06
Publication date: 1985-10-16
Also published as: BE898375A

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Taumelradgetriebe, das fuer unterschiedliche Mechanismen anwendbar ist, die zur Erzielung geringer Antriebskraefte hohe Uebersetzungen im Getriebe benoetigen. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Taumelradgetriebe zu entwickeln, bei dem durch Optimierung der inneren Getriebe- sowie Verzahnungsgeometrie Gleitreibungen nahezu ausgeschlossen sind und gleichzeitig eine Erhoehung der tragenden Zaehnezahl ermoeglicht wird. Nach der Erfindung wird die Aufgabe dadurch geloest, dass das Taumelrad als Planrad ausgebildet und gegenueber dem Orthogonalrad derart angeordnet ist, dass sich der Mittelpunkt der Teilkreisebene der Planradverzahnung in dem Schnittpunkt befindet, der von der An- bzw. Abtriebswelle, dem homokinetischen Gelenk und der Waelzkegelspitze des Orthogonalrades gebildet wird. Fig. 1The invention relates to a Taumelradgetriebe that is applicable to different mechanisms that require high translations in order to achieve low driving forces. The invention has for its object to develop a wobble gear in which by optimizing the internal gear and gearing geometry sliding friction are almost impossible and at the same time an increase in the carrying Zaehnezahl is made possible. According to the invention, the object is achieved in that the wobble wheel is formed as a planer and arranged opposite the Orthogonalrad such that the center of the pitch circle of the Planradverzahnung is located in the intersection of the input or output shaft, the homokinetic joint and the Taper cone tip of the orthogonal wheel is formed. Fig. 1

Description

Anwendungsgebiet der Erfindung:Field of application of the invention:

Die Erfindung betrifft ein Taumelradgetriebe, das für unterschiedliche Mechanismen bzw. Maschinen anwendbar ist, die zur Erzielung geringer Antriebskräfte hohe Übersetzungen im Getriebe benötigen. Vorzugsweise ist die Anwendung in manuell betätigten Hebezeugen vorgesehen.The invention relates to a Taumelradgetriebe that is applicable to different mechanisms or machines that require high ratios in the transmission to achieve low driving forces. Preferably, the application is provided in manually operated hoists.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen:Characteristic of the known technical solutions:

Nach der DE-OS 2249063 besteht ein derartiges Taumelra-dgetriebe aus zwei koaxial angeordneten Zahnrädern, die eine Umfangs- bzw. Zähnedifferenz aufweisen und von denen das kleinere Zahnra^d innerhalb der Getriebeanordnung feststehend angebracht ist. Das größere Zahnrad ist mit der Abtriebswelle über ein homokinetisches Gelenk verbunden und als schräg geführtes Taumelrad ausgebildet, dessen Antrieb über eine rückwärtig angreifende, zur Abtriebswelle gleichachsig gelagerte Andrückvorrichtung erfolgt.According to DE-OS 2249063 such a Taumelra-dgetriebe consists of two coaxially arranged gears having a circumferential or tooth difference and of which the smaller Zahnra ^ d is fixedly mounted within the gear assembly. The larger gear is connected to the output shaft via a homokinetic joint and formed as an obliquely guided wobble wheel, the drive via a rear engaging, coaxially mounted to the output shaft pressing device.

In einer ersten Ausführungsform ist das Taumelrad als vor- und rückwärtig verzahntes Kegelrad ausgeführt, dessen gegenüberliegende Verzahnungen an zwei auf Abstand gehaltenen Orthogonalrädern derart angreifen, daß sich die Berührungslinien der Verzahnungen ständig gegenüberliegen. Die innere Geometrie dieses Getriebes ist derart aufgebaut, daß beide Wälzkegelspitzen der feststehenden, außenverzahnten Orthogonalräder mit der koaxialen Anordnung von An- und Abtriebswelle sowie dem Mittelpunkt des homokinetischen Gelenks einen gemeinsamen Schnittpunkt bilden. Es hat sich als nachteilig herausgestellt, daß die kinematisch exakte Funktionsfähigkeit dieser Getriebeanordnung nur dann gegeben ist, wenn das Taumelrad als sogenanntes Innenkegelrad die dementsprechend beidseitige Innenkegel-Verzahnung aufweist. Derartige Innenverzahnungen sind jedoch technologisch nur unter großen Schwierigkeiten herstellbar und erfordern Sondermaschinen bzw. -werkzeuge.In a first embodiment, the wobble wheel is designed as a forward and backward toothed bevel gear, engage the opposite teeth on two held at a distance orthogonal wheels such that the lines of contact of the teeth are constantly opposite. The inner geometry of this transmission is constructed such that both Wälzkegelspitzen the fixed, externally toothed orthogonal wheels with the coaxial arrangement of input and output shaft and the center of the homokinetic joint form a common point of intersection. It has been found to be disadvantageous that the kinematically exact functionality of this gear arrangement is only given when the wobble as a so-called internal bevel gear has the correspondingly double-sided internal bevel toothing. However, such internal gears are technologically produced only with great difficulty and require special machines or tools.

Eine weitere Ausführungsform dieses Getriebes nach der DE-OS 224906.8 umfaßt ein Taumelrad mit beidseitig am äußeren Rand angeordneten Stirnverzahnungen, mittels denen das Taumelrad an zueinander weisenden, auf Abstand gehaltenen Außenkegelverzahnungen zweier feststehender Ringe abwälzbar sein soll. Dabei sind als Antrieb des Taumelrades entgegen der ersten Ausführung zwei Kränze von Membranzylindern vorgesehen, die nacheinander in Umfangsrichtung druckbeaufschlagt werden und somit die Taumelbewegung erzwingen.A further embodiment of this transmission according to DE-OS 224906.8 comprises a wobble wheel with both sides of the outer edge arranged serrations, by means of which the wobble wheel to be facing each other, spaced apart outer bevel gears of two fixed rings should be abrollable. In this case, as opposed to the first embodiment, two rings of diaphragm cylinders are provided as the drive of the wobble wheel, which are pressurized successively in the circumferential direction and thus force the tumbling motion.

Neben der Kompliziertheit des Antriebssystems hat es sich hier als besonders nachteilig herausgestellt, daß bei diesem Getriebe eine kinematisch exakte Funktionsfähigkeit nicht erreicht wird. Die Schnittpunkte der Teilkreisebenen der Verzahnungen mit der Getriebeachse liegen beidseitig außerhalb des Taumelradmittelpunktes, woraus sich für das Taumelrad eine radiale Exzentrizität im Sinne eines für die Verzahnung theoretisch wirksamen Fehlerhebelarms er-....gibJL^_ßie__Fo.l3e_sind laufende Gleitreibungen entlang der Flankenlinien der Verzahnung, wodurch sich der Verschleiß erhöht und zwangsläufig ein verringerter Wirkungsgrad ergibt. Des weiteren stimmen das theoretische und tatsächliche Übersetzungsverhältnis in diesem Taumelradgetriebe nicht überein.In addition to the complexity of the drive system, it has been found to be particularly disadvantageous that in this gear kinematically accurate functionality is not achieved. The points of intersection of the pitch circles of the teeth with the gear axis are on both sides outside the Taumelradmittelpunktes, resulting in a radial eccentricity in terms of a theoretically effective for the toothing error lever arm he -.... gibJL ^ _ßie__Fo.l3e_sind ongoing sliding friction along the flank lines of the teeth , which increases the wear and inevitably results in a reduced efficiency. Furthermore, the theoretical and actual gear ratio in this Taumelradgetriebe do not match.

Ziel der Erfindung:Object of the invention:

Ziel der Erfindung ist ein Taumelradgetriebe, das infolge seiner Unkompliziertheit und Zuverlässigkeit in Aufbau und Wartung zu einer Erhöhung des Gebrauchswertes führt und gegenüber vergleichbaren Lösungen mit wesentlich verringertem Fertigungsaufwand hergestellt werden kann.The aim of the invention is a Taumelradgetriebe that due to its simplicity and reliability in construction and maintenance leads to an increase in the utility value and can be made compared to comparable solutions with significantly reduced manufacturing costs.

Darlegung des Wesens der Erfindung:Explanation of the essence of the invention:

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Taumelradgetriebe zu entwickeln, das vorzugsweise für Handhebezeuge und hohe Übersetzungsverhältnisse geeignet ist, bei dem durch Optimierung der inneren Getriebe- sowie Verzahnungsgeometrie Gleitreibungen nahezu ausgeschlossen sind und gleichzeitig eine Erhöhung der tragenden Zähnezahl ermöglicht wird.The invention has for its object to develop a Taumelradgetriebe, which is preferably suitable for hand hoists and high gear ratios, in which by optimizing the internal gear and gear geometry sliding friction are almost impossible and at the same time an increase in the number of teeth is made possible.

Nach der Erfindung wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß das Taumelrad als Planrad ausgebildet und gegenüber dem Orthogonalrad derart angeordnet bzw. gelagert ist, daß sich der Mittelpunkt der Teilkreisebene der Planradverzahnung in dem gemeinsamen Schnittpunkt befindet, der bei derartigen Getrieben in bekannter Weise von der An- bzw. Abtriebswelle, dem Mittelpunkt des homokinetischen Gelenkes des Taumelrades und der Wälzkegelspitze der Verzahnung des Orthogonalrades gebildet wird. Die rückwärtig am Taumelplanrad angreifende Andrückvorrichtung bildet im Betriebszustand für das Taumelplanrad eine Zwangsführung derart, daß in der Berührungszone der Verzahnungen ein Kippen um den tiefsten Eingriffspunkt zustande kommt und die erfindungsgemäße Anordnung aller Getriebeelemente in jeder Umfangsstellung des Taumelplanrades gewährleistet ist. Damit wird erreicht, daß an den sich berührenden Flankenlinien beider Verzahnungen kein Gleiten während des Bewegungsablaufs stattfindet, d.h. daß ein zahnradtypisches Abwälzen der Verzahnung des Taumelplanrades an der Verzahnung des Orthogonalrades gewährleistet ist.According to the invention, the object is achieved in that the wobble wheel is formed as a planer and arranged relative to the orthogonal so that the center of the pitch circle of the Planradverzahnung is located in the common intersection, in such transmissions in a known manner from the on - And output shaft, the center of the constant velocity joint of the wobble wheel and the Wälzkegelspitze the toothing of Orthogonalrades is formed. The rear acting on the Taumelplanrad pressing device forms in the operating state for the Taumelplanrad a forced operation such that in the contact zone of the teeth tipping around the deepest point of engagement comes off and the inventive arrangement of all gear elements is ensured in each circumferential position of the Taumelplanrades. This ensures that no sliding takes place during the course of the movement at the contacting flank lines of both gears, i. that a cogwheel-typical rolling of the teeth of the Taumelplanrades is ensured at the teeth of the orthogonal wheel.

Ausführungsbeispiel:Embodiment:

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. In den zugehörigen Zeichnungen zeigen:The invention will be explained in more detail below using an exemplary embodiment. In the accompanying drawings show:

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Fig. 1: einen Längsschnitt des erfindungsgemäßen Getriebes in sinnbildlicher Darstellung, Fig. 2: Ansicht X nach Fig. 1, Fig. 3: Ansicht Y nach Fig. 21 shows a longitudinal section of the transmission according to the invention in a symbolic representation, FIG. 2: View X according to FIG. 1, FIG. 3: View Y according to FIG. 2

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Entsprechend Fig. 1 nimmt innerhalb der Getriebeanordnung das feststehende'Orthogonalrad 1 die mittig hindurchgeführte Abtriebswelle 2 auf, an der formschlüssig über ein homokinetisches Gelenk 3 das Taumelrad 4 in drei Freiheitsgraden beweglich gelagert ist. Auf der rückwärtigen Verlängerung der Abtriebswelle 2 sind gleichzeitig die als Hebelsystem ausgebildeten Antriebe 5 mit den Andruckelementen 5 angeordnet, die von einem gleichachsig gelagerten Antriebsrad 7 in Bewegung versetzt werden. Ein Abtriebsrad 8 ist fest mit der Abtriebswelle 2 verbunden, die Formschlüssigkeit zwischen Taumelrad 4 sowie Abtriebswelle 2 wird durch Mitnehmer 9 gewährleistet, die sich innerhalb des Gelenkes 3 befinden.According to FIG. 1, within the gear arrangement, the stationary orthogonal wheel 1 receives the output shaft 2 guided centrally, on which the wobble wheel 4 is movably mounted in three degrees of freedom via a homokinetic joint 3. On the rearward extension of the output shaft 2 at the same time designed as a lever system drives 5 are arranged with the pressure elements 5, which are offset by a coaxially mounted drive wheel 7 in motion. A driven gear 8 is fixedly connected to the output shaft 2, the positive engagement between the wobble wheel 4 and the output shaft 2 is ensured by driver 9, which are located within the joint 3.

Das Taumelrad 4 ist als Planrad ausgeführt, in dessen Teilkreisebene E der Verzahnung 10 der Schnittpunkt M liegt, der sich aus dem Mittelpunkt des Gelenkes 3, der Spitze des Wälzkegels 11 der Verzahnung 12 des Orthogonalrades 1 sowie der Abtriebswelle 2 zusammensetzt.The wobble wheel 4 is designed as a face wheel, in whose pitch circle E of the teeth 10 of the intersection M is composed of the center of the joint 3, the tip of the Wälzkegels 11 of the teeth 12 of the orthogonal wheel 1 and the output shaft 2.

Durch Drehen des Antriebsrades 7 rotieren die Antriebe 5 auf der Abtriebswelle 2 und kippen über die Andruckelemente 5 das Taumelrad 4 um den tiefsten Eingriffspunkt 13 der Berührungszone zwischen Orthogonalrad 1 und Taumelrad 4, Infolge der Umfangsdifferenz beider Teile wälzt sich das Taumelrad 4 in der Berührungszone auf dem Orthogonalrad 1 ab und dreht sich mit einer der Antriebsdrehzahl nicht identischen Drehzahl weiter. Diese resultierende Drehzahl wird durch die Mitnehmer 9 auf die Abtriebswelle 2 und auf das auf ihr befestigte Abtriebsrad 3 übertragen.By rotating the drive wheel 7, the drives 5 rotate on the output shaft 2 and tilt over the pressure elements 5, the wobble 4 to the lowest point of engagement 13 of the contact zone between Orthogonalrad 1 and wobble 4, Due to the circumferential difference of the two parts, the wobble wheel 4 rolls in the contact zone the Orthogonalrad 1 and continues to rotate at an input speed not identical speed. This resulting speed is transmitted through the driver 9 to the output shaft 2 and to the driven wheel 3 mounted on it.

Außer der Rotation um die Abtriebswelle 2 bewegt sich dasExcept for the rotation about the output shaft 2 moves the

Taumelrad 4 in zwei Freiheitsgraden auf dem homokinetischen Gelenk 3 und ermöglicht dadurch ein Abwälzen des Taumelrades 4 an dem Orthogonalrad 1 ohne unzulässige Verschiebung in radialer und tagentialer Richtung. 5Wobble wheel 4 in two degrees of freedom on the homokinetic joint 3 and thereby allows a rolling of the wobble wheel 4 on the orthogonal wheel 1 without impermissible displacement in the radial and tagential direction. 5

Die Anordnung der Antriebe 5 mit den Andruckelementen 6 gegenüber der Berührungszone zwischen Taumelrad 4 und Orthogonalrad 1 wirkt als Rücklaufsperre, wenn in das Antriebsrad 7 kein Moment eingeleitet wird.The arrangement of the drives 5 with the pressure elements 6 with respect to the contact zone between the wobble wheel 4 and Orthogonalrad 1 acts as a backstop when no torque is introduced into the drive wheel 7.

Die Drehzahl der Abtriebswelle 2 entspricht der Drehzahl des Taumelrades 4 und stellt die geringste Drehzahl im Getriebe dar.The speed of the output shaft 2 corresponds to the speed of the wobble wheel 4 and represents the lowest speed in the transmission.

Gegenüber bekannten Getriebeanordnungen ergibt sich durch das erfindu/igsgemäße Taumelradgetriebe eine bedeutende Herstellungseinsparung. Neben den bereits benannten Vorteilen gewährleistet die Lagerung des Taumelrades vor allem ein verzahnungstypisches Tragverhalten, und es sind erstmals bei derartigen Getrieben Abwälzvorgänge realisierbar, die einen verschleißarmen Betrieb gewährleisten.Compared to known gear arrangements results from the erfindu / igsgemäße wobble gear a significant manufacturing savings. In addition to the advantages already mentioned, the bearing of the wobble wheel above all ensures toothing-typical bearing behavior, and it is possible for the first time in such transmissions to carry out rolling processes which ensure wear-resistant operation.

Claims

-S

Claim of invention:

Taumelradgetriebe, preferably for hoists and high gear ratios, consisting of two circumferentially differential gears, of which the rear-driven wobble wheel is mounted to the orthogonal wheel on the output side via a homokinetic joint, in which the drive and output shafts are coaxial and with the Wälzkegelspitze the Orthogonalrades have a common point of intersection, characterized in that the wobble wheel (4) is formed as a crown wheel and arranged such that the center of the pitch circle plane (E) of the face gear in the common intersection (M) is located.

For this

2 sheets of drawings