DE10081339B4 - Übertragungseinheit - Google Patents

Abstract

Übertragungseinheit, umfassend:
eine Eingangswelle (110), die von einem Antrieb angetrieben ist, eine Kurvenscheibe (120), die dann zusammen mit der Antriebswelle angetrieben ist, wenn die Eingangswelle (110) angetrieben ist, mit einem ersten konzentrischen Teil, einem zweiten konzentrischen Teil und einem exzentrischen Teil;
ein erstes Lager, das auf dem Außenumfang des ersten konzentrischen Teiles montiert ist;
ein zweites Lager, das auf dem Außenumfang des zweiten konzentrischen Teiles montiert ist;
ein drittes Lager (146), das auf dem Außenumfang des exzentrischen Teiles montiert ist, und das sich dann exzentrisch bewegt, wenn die Eingangswelle angetrieben ist;
einen einteilig ausgebildeten Übertagungsring (130), der einen ersten Lagersitz (132) aufweist, der seinerseits den Außenumfang des ersten Lagers umgibt, einen zweiten Lagersitz, der den Außenumfang des zweiten Lagers umgibt, und mit einem dritten Lagersitz, der den Außenumfang des dritten Lagers (146) umgibt und mit dem ersten und dem zweiten Lagersitz einteilig ausgebildet ist, wobei...

Description

• Gemäß der Übertragungseinheit von Ren US 4736 654 werden eine exzentrische Kurvenscheibe und Lager in Umlauf versetzt, um Übertragungsstifte dann zu verschieben, wenn eine Eingangswelle in Umlauf gesetzt wird. Außerdem werden Wälzkörper, die linear in radialer Richtung auf den Außenseiten der Übertragungsstifte bewegt werden, entlang der Wellen eines Außenringes bewegt.
• Durch den vorgenannten Betrieb wird die Drehzahl einer Abtriebswelle, die auf dem Übertragungsring montiert ist, verringert, und die Abtriebswelle wird im selben Drehsinn wie die Eingangswelle verdreht.
• Die Konstruktion der Übertragungseinheit hat jedoch den folgenden Nachteil: sie ist kompliziert und benötigt zahlreiche Teile, die montiert werden müssen. Die Übertragungseinheit läßt sich außerdem nicht leicht herstellen. Die erfindungsgemäße Einheit ist eine ideale Einheit.
• US 3 468 175 A beschreibt eine Übertragungseinheit, welche ähnlich dem Oberbegriff von Anspruch 1 aufgebaut ist. Sie umfasst jedoch nicht das dort genannte dritte Lager, das auf dem Außenumfang eines exzentrischen Teiles montiert ist.
• Ähnliche Übertragungseinheiten sind bekannt aus US 4 798 104 A und DE 196 12 144 A1 .
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Übertragungseinheit gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 zu schaffen, die einfach im Aufbau ist, die sich präzise herstellen lässt und bei der Geräusch und Vibration während des Betriebes minimiert sind.
• Diese Aufgabe ist bei einer Übertragungseinheit gemäß Anspruch 1 gelöst.
• Die Erfindung ist anhand der Zeichnungen näher erläutert. Darin ist im einzelnen folgendes dargestellt:
• 1 ist eine perspektivische Explosionsansicht, die eine Übertragungseinheit gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung zeigt.
• 2 ist eine Schnittansicht der Übertragungseinheit gemäß der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung.
• 3 ist eine Schnittansicht entlang der Linie A – A in 2.
• EINZELBESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM
• Nachstehend sollen bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung im einzelnen und unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen erläutert werden.
• Es soll auf die 1 und 2 Bezug genommen werden. Eine Übertragungseinheit gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung umfaßt eine Eingangswelle 110, angetrieben von einem Antrieb 100, einem Übertragungsring 130 und einem Außenring 150.
• Die Eingangswelle 110 weist eine herkömmliche Keilnut 112 auf. Wie in 2 gezeigt, ist der Antrieb 100 mittels eines nicht dargestellten Keils auf der Eingangswelle 110 montiert.
• Der Eingangswelle 110 ist eine Kurvenscheibe 120 angeformt. Sie weist einen ersten konzentrischen Teil 122, einen zweiten konzentrischen Teil 124 und einen exzentrischen Teil 126 auf. Wie in 1 gezeigt, sind die konzentrischen Teile 122 und 124 sowie der exzentrische Teil 126 einteilig ausgebildet.
• Ist Kurvenscheibe 120 mit der Eingangswelle 110 einteilig, so wie bei der Erfindung, so bedarf es keiner separaten Kurvenscheibe. Die Anzahl von Teilen der Einheit wird somit verringert und die Baugröße der Einheit wird minimiert.
• Ein erstes Lager 142 ist auf dem Außenumfang des ersten konzentrischen Teiles 122 montiert, und ein zweites Lager 144 auf dem Außenumfang des zweiten konzentrischen Teiles 124. Ein drittes Lager 146 ist auf dem Außenumfang des exzentrischen Teiles montiert.
• Das erste und das zweite Lager 142 und 144 tragen das dritte Lager 146 und verringern die Reibgeschwindigkeit des Antriebsringes 130. Das dritte Lager 146 bewegt sich exzentrisch, wenn die Eingangswelle 100 angetrieben wird.
• Gemäß der Erfindung werden für das erste bis dritte Lager 142, 144 und 146 bei einer Übertragungseinheit für geringe Lasten Kugellager verwendet. Kugellager werden als erste und zweite Lager 142 und 144 verwendet, und ein Rollenlager wird als drittes Lager beim Übertragen schwerer Lasten verwendet. Es können jedoch auch für alle drei Lager 142, 144 und 146 Rollenlager verwendet werden.
• Der einteilige Übertragungsring 130 ist auf den äußeren Umfängen des ersten und des zweiten Lagers 142, 144 und 146 angeordnet. Der Übertragungsring 130 hat einen ersten Lagersitz 132, einen zweiten Lagersitz 134 und einen dritten Lagersitz 136. Gemäß einem Gedanken der Erfindung ist der Übertragungsring 130 einteilig ausgebildet.
• Der erste Lagersitz 132 umgibt den Außenumfang des ersten Lagers 142, und der zweite Lagersitz 134 umgibt den Außenumfang des zweiten Lagers 144. Der dritte Lagersitz 136 umgibt das dritte Lager und ist einteilig ausgebildet mit dem ersten und dem zweiten Lagersitz 132 und 134. Wie in 1 gezeigt, weist der dritte Lagersitz 136 eine Anzahl von Radialbohrungen auf, die einen bestimmten gegenseitigen Abstand haben.
• In die Radialbohrungen 137 des dritten Lagersitzes 136 des Übertragungsringes 130 sind jeweils Übertragungsstifte 140 eingesetzt. Die Übertragungsstifte 140 sind in radialer Richtung in den Radialbohrungen 137 beweglich und von kreisförmigem Querschnitt.
• Wie in 1 gezeigt, sind der Frontfläche des zweiten Lagersitzes 134 zahlreiche Einsatzbohrungen 135 angeformt. Eine hier nicht dargestellte Abtriebswelle wird mit den Eingangsbohrungen 135 durch eine nicht gezeigte Lagersitzeinheit verbunden.
• Der Außenring 150 umgibt den Außenumfang des Übertragungsringes 130 und weist eine Anzahl von Wellennuten 152 auf seinem Innenumfang auf, wie in 3 gezeigt.
• Gemäß der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die Wellennuten 152 in einer Reihe angeordnet, können jedoch auch in Reihenpaaren angeordnet werden.
• Zwischen den Übertragungsstiften 140 und den Wellennuten 152 des Außenringes sind Kugeln 160 angeordnet, die auf den Wellennuten 152 abrollen. Auf einer Seite eines jeden Übertragungsstiftes 140 ist eine halb-sphärische Aussparung 143 vorgesehen, so daß die betreffende Kugel 160 in der Aussparung 143 gelagert ist.
• Gemäß der Erfindung rollen die Kugeln 160 zwischen den Übertragungsstiften 140 und dem Außenring 150, was Reibkräfte verringert, verglichen mit Käfigrollen. Außerdem können die Kugeln Axialkräfte aufnehmen.
• Die Wellennuten 152 sind derart gestaltet, daß die Kugeln 160 mit den Wellennuten 152 dann in Oberflächenkontakt stehen, wenn sie auf den Wellennuten 152 abrollen. Die Kontaktspannung in den Kugeln 160 während des Betriebes der Einheit wird somit verringert, und damit wird die Lebensdauer der Kugeln vergrößert.
• Zwischen dem dritten Lager 146 und den Übertragungsstiften 140 sind jeweils Rollen 147 vorgesehen. Eine Nut 145 ist beidseits eines jeden Übertragungsstiftes 140 vorgesehen, so daß die entsprechende Rolle 147 in der Nut 145 angeordnet ist.
• Der Außenring 150 ist einteilig ausgebildet. Zwischen dem Übertragungsring 130 und dem Außenring 150 sind zwei vierte Lager 170 angeordnet. Wie in 2 gezeigt, sind die vierten Lager 170 auf dem ersten und dem zweiten Lagersitz 132 und 134 des Übertragungsringes 130 angeordnet. Bei der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden Kugellager als vierte Lager 170 verwendet.
• Die vierten Lager 170 tragen die Last des Übertragungsringes 130 während der Übertragung auf beiden Seiten des Übertragungsringes 130 und minimieren daher die Verformung der Eingangswelle 110. Die Präzision der Montage wird daher auch während des Betriebes der Einheit beibehalten, und es werden Schwingungen und Geräusche minimiert.
• Nachstehend soll der Betrieb der oben beschriebenen Übertragungseinheit unter Bezugnahme auf die 2 und 3 beschrieben werden.
• Nachdem die Eingangswelle 110 der Übertragungseinheit gemäß der Erfindung mit dem Antrieb 100 zusammengebaut ist, wird zunächst Antriebsmoment vom Antrieb 100 zur Eingangswelle 110 übertragen. Versetzt das Antriebsmoment die Eingangswelle 110 in Umlauf, so wird Drehmoment zu den drei Lagern 142, 144 und 146 übertragen.
• Läuft die Eingangswelle 110 um, so wird der exzentrische Teil 120 der Kurvenscheibe 120, die einteilig mit der Eingangswelle 110 ist, gedreht und bewegt sich dabei zwischen a und b – siehe 3.
• Dem gemäß werden das Antriebsmoment der Eingangswelle 110 und dasjenige des exzentrischen Teiles 126 zum dritten Lager 146 übertragen.
• Wie oben erwähnt, läuft das dritte Lager 146 exzentrisch um, so daß die Übertragungsstifte 146 in den Bohrungen 137 hin- und hergehen.
• Die Kugel 160, die beidseits eines jeden Übertragungsstiftes 140 angeordnet ist, rollt auf der Wellennut 152 des Außenringes 150 ab und gleichzeitig versetzt der Übertragungsstift 140 den Übertragungsring 130 in Umlauf.
• Da die Übertragungsstifte in Bezug auf das Zentrum der Eingangswelle 110 symmetrisch sind, wie in 3 gezeigt, befindet sich jene Kugel 160 des Übertragungsstiftes 140, die sich radial innen befindet, dann am innersten Punkt 152b der Wellennut 152, wenn sich jene Kugel 160 der Übertragungseinheit 140, die sich radial außen befindet, sich am höchsten Punkt 152a der Wellennut 152 befindet.
• Läuft die Eingangswelle 110 um, so wird die nicht gezeigte Abtriebswelle, die am Übertragungsring montiert ist, beim Betrieb der Einheit mit verringerter Drehzahl angetrieben.
• Wie oben erwähnt, sind bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung gezeigt und beschrieben. Obgleich die bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung beschrieben wurden, so versteht es sich, daß die Erfindung nicht auf diese bevorzugten Ausführungsformen beschränkt bleibt, sondern daß sich eine Vielzahl von Änderungen und Abwandlungen durch den Fachmann vornehmen lassen, ohne daß der Grundgedanke der Erfindung verlassen wird, so wie nachstehend beansprucht.
• INDUSTRIELLE ANWENDBARKEIT
• Wie oben beschrieben, weist die auf der Erfindung basierende Übertragungseinheit einen einteilig ausgebildeten Übertragungsring auf, einen einteilig ausgebildeten Außenring, sowie eine Eingangswelle mit einem exzentrischen Teil, der einteilig ausgebildet ist, ohne die Anwendung einer getrennten exzentrischen Kurvenscheibe, womit die Ursachen von Montagetoleranzen im wesentlichen beseitigt sind. Da die Einheit ihre Genauigkeit beibehält, läßt sich ein Betrieb bei geringer Vibration und geringem Geräusch erzielen. Weiterhin wird bei der erfindungsgemäßen Einheit die Lebensdauer vergrößert, und die Festigkeit beibehalten. Da die Anzahl von Teilen wesentlich verringert wird, lassen sich auch die Herstellungskosten verringern.

Claims (11)

1. Übertragungseinheit, umfassend: eine Eingangswelle (110), die von einem Antrieb angetrieben ist, eine Kurvenscheibe (120), die dann zusammen mit der Antriebswelle angetrieben ist, wenn die Eingangswelle (110) angetrieben ist, mit einem ersten konzentrischen Teil, einem zweiten konzentrischen Teil und einem exzentrischen Teil; ein erstes Lager, das auf dem Außenumfang des ersten konzentrischen Teiles montiert ist; ein zweites Lager, das auf dem Außenumfang des zweiten konzentrischen Teiles montiert ist; ein drittes Lager (146), das auf dem Außenumfang des exzentrischen Teiles montiert ist, und das sich dann exzentrisch bewegt, wenn die Eingangswelle angetrieben ist; einen einteilig ausgebildeten Übertagungsring (130), der einen ersten Lagersitz (132) aufweist, der seinerseits den Außenumfang des ersten Lagers umgibt, einen zweiten Lagersitz, der den Außenumfang des zweiten Lagers umgibt, und mit einem dritten Lagersitz, der den Außenumfang des dritten Lagers (146) umgibt und mit dem ersten und dem zweiten Lagersitz einteilig ausgebildet ist, wobei der dritte Lagersitz eine Anzahl radialer Bohrungen aufweist, die einen bestimmten gegenseitigen Abstand haben; mit der selben Anzahl von Übertragungsstiften, die jeweils in Radialbohrungen des dritten Lagersitzes des Übertragungsringes eingesetzt sind; mit einem einteilig ausgebildeten Außenring, der außerhalb des Übertragungsringes angeordnet ist und zahlreiche Wellennuten an seinem Innenumfang aufweist; mit der selben Anzahl von Kugeln, die jeweils zwischen den Übertragungsstiften und den Wellennuten des Außenringes angeordnet sind, um auf den Wellennuten abzurollen; dadurch gekennzeichnet, dass ein Paar vierter Lager zwischen dem Außenring und dem Übertragungsring vorgesehen ist, und dass die vierten Lager jeweils auf dem ersten beziehungsweise dem zweiten Lagersitz des Übertragungsringes angeordnet sind.
2. Übertragungseinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kurvenscheibe mit der Eingangswelle einteilig ist.
3. Übertragungseinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das erste bis dritte Lager Kugellager sind.
4. Übertragungseinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das erste und zweite Lager Kugellager sind, und dass das dritte Lager ein Rollenlager ist.
5. Übertragungseinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der einzelne Übertragungsstift Kreisquerschnitt aufweist.
6. Übertragungseinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass an einer Seite eines jeden Übertragungsstiftes halbkugelige Aussparungen vorgesehen sind, so dass die betreffende Kugel in der Aussparung positioniert ist.
7. Übertragungseinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die selbe Anzahl von Rollen jeweils zwischen dem dritten Lager und den Übertragungsstiften vorgesehen ist, und dass beidseits eines jeden Übertragungsstiftes eine Nut vorgesehen ist, so dass die betreffende Rolle in der Nut positioniert wird.
8. Übertragungseinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die vierten Lager Kugellager sind.
9. Übertragungseinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Wellennuten in einer Reihe angeordnet sind.
10. Übertragungseinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Wellennuten paarweise angeordnet sind.
11. Übertragungseinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kugeln mit den Wellennuten beim Abrollen auf den Wellennuten in Oberflächenkontakt stehen.