DE1191647B

DE1191647B - Spatial coupling gear as a shaft connection for driving a shaft by a second shaft perpendicular to it, in particular for actuating a switch, by the driven shaft

Info

Publication number: DE1191647B
Application number: DES68333A
Authority: DE
Inventors: Paul Duffing
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1960-05-03
Filing date: 1960-05-03
Publication date: 1965-04-22
Also published as: CH393022A

Description

Räumliches Koppelgetriebe als Wellenverbindung für den Antrieb einer Welle durch eine zweite, zu ihr senkrecht stehende Welle, insbesondere für die Betätigung eines Schalters, durch die angetriebene Welle Die Erfindung geht aus von einem räumlichen Koppelgetriebe als Wellenverbindung für den Antrieb einer Welle durch eine zweite, zu ihr senkrecht stehende Welle, insbesondere für die Betätigung eines Schalters, durch die angetriebene Welle, wobei zur Bewegungsübertragung ein Zwischenstück vorgesehen ist, das um zwei sich senkrecht kreuzende Achsen mit Hilfe von Zapfen und Lagern drehbar beweglich ist, wobei die eine Achse zur angetriebenen Welle senkrecht steht.Spatial coupling gear as a shaft connection for driving a Wave by a second wave that is perpendicular to it, especially for actuation a switch, driven by the shaft The invention is based on a spatial Coupling gear as a shaft connection for driving one shaft through a second, a wave that is perpendicular to it, especially for operating a switch, by the driven shaft, an intermediate piece being provided for the transmission of movement is that around two vertically crossing axes with the help of pins and bearings is rotatably movable, one axis being perpendicular to the driven shaft.

Es ist häufig der Fall, daß eine Welle eine zweite zu ihr senkrecht stehende Welle antreiben soll. Die beiden Wellen bilden dabei eine T-förmige Anordnung, wenn die angetriebene Welle an beiden Enden Arbeit leisten soll. Zum Antrieb hat man bisher ein Kegelräderpaar benutzt und ein gemeinsames Lagergehäuse für beide Wellen vorgesehen. Kegelräder sind teuer herzustellen und verlangen eine sorgfältige Ausrichtung der beiden Wellen. Außerdem ist es erforderlich, daß die an den Zähnen auftretenden Reaktionskräfte durch Axiallager aufgefangen werden. Die Antriebswelle wird zweckmäßig durch ein Kardangelenk unterteilt, um das freie Wellenende um einen kleinen Winkel verschieben zu können, was oft notwendig ist, damit bei der Lagerung der Antriebsmaschine für diese Welle ein gewisser Spielraum vorhanden ist.It is often the case that one wave has a second perpendicular to it to drive standing wave. The two shafts form a T-shaped arrangement, when the driven shaft is to do work at both ends. Has to drive So far, a pair of bevel gears has been used and a common bearing housing for both Waves provided. Bevel gears are expensive to manufacture and require careful work Alignment of the two shafts. It is also necessary that the teeth occurring reaction forces are absorbed by axial bearings. The drive shaft is expediently divided by a universal joint, around the free shaft end by one To be able to move small angles, which is often necessary for storage the drive machine for this shaft has a certain leeway.

Bei bekannten Koppelgetrieben der im ersten Absatz dieser Beschreibung dargestellten Art führen die Zapfen des Zwischenstückes relativ zu den Lagern eine Translations- und Drehbewegung aus. Infolgedessen ist bei diesen bekannten Koppelgetrieben die Lagerung mit starken Reibungskräften behaftet.With known linkages in the first paragraph of this description type shown lead the pins of the intermediate piece relative to the bearings a Translational and rotary motion. As a result, this is known coupling gears the storage is subject to strong frictional forces.

Diesem Bekannten gegenüber besteht die Aufgabe der Erfindung darin, Koppelgetriebe der im ersten Absatz dieser Beschreibung dargestellten Art insoweit zu verbessern, daß bei der Bewegungsübertragung, bei der allerdings ein beschränkter Drehwinkel von weniger als 1801' möglich ist, die Reibungsverluste in den Lagern herabgesetzt werden und dadurch der Wirkungsgrad gesteigert wird.In relation to this acquaintance, the object of the invention is to improve coupling mechanisms of the type shown in the first paragraph of this description to the extent that the friction losses in the bearings are reduced during the transmission of motion, in which, however, a limited angle of rotation of less than 1801 'is possible this increases the efficiency.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist vorgesehen, daß das Zwischenstück in einem mit der Antriebswelle fest verbundenen Körper um eine Achse drehbar gelagert ist, die zur angetriebenen Welle geneigt ist.To solve this problem it is provided that the intermediate piece in a body firmly connected to the drive shaft rotatably mounted about an axis which is inclined to the driven shaft.

Weitere Merkmale als für die Aufgabenlösung vorteilhafte und förderliche Weiterbildungen sind aus den am Schluß der Beschreibung angeführten Unteransprüchen 2 bis 5 zu entnehmen.Further features as further developments that are advantageous and conducive to the solution of the problem can be found in the dependent claims 2 to 5 cited at the end of the description.

Der Antrieb nach der Erfindung läßt nur einen beschränkten Drehwinkel von weniger als 180' zu, hat aber den Vorteil, daß die Antriebswelle nicht genau senkrecht zur angetriebenen Welle zu stehen braucht, sondern daß eine gewisse Beweglichkeit dieser Welle gegenüber der anderen vorhanden ist, und zwar in zwei zueinander senkrecht stehenden Richtungen. Ein weiterer Vorteil liegt darin, daß Zapfen in Lagern Kräfte mit geringerer Reibung übertragen können als Zähne, wodurch der Wirkungsgrad steigt, besonders wenn Wälzlager verwendet werden.The drive according to the invention allows only a limited angle of rotation of less than 180 ' , but has the advantage that the drive shaft does not need to be exactly perpendicular to the driven shaft, but that there is a certain mobility of this shaft relative to the other, namely in two mutually perpendicular directions. Another advantage is that journals in bearings can transmit forces with less friction than teeth, which increases efficiency, especially when roller bearings are used.

In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt, und zwar zeigt F i g. 1 den Antrieb teilweise im Schnitt, F i g. 2 im Grundriß (teilweise auch im Schnitt), F i g. 3 und 4 in der Seitenansicht (teilweise auch im Schnitt) und F i g. 5 bis 7 eine den F i g. 1 bis 3 entsprechende Darstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels.In the drawing, two exemplary embodiments of the invention are shown, namely FIG. 1 the drive partially in section, F i g. 2 in plan (partly also in section), F i g. 3 and 4 in side view (partly also in section) and FIG. 5 to 7 a F i g. 1 to 3 corresponding representation of a second embodiment.

Die anzutreibende Welle, die an ihren beiden Enden jeweils ein nicht dargestelltes Gerät betätigt, ist mit 1 bezeichnet. Die Antriebswelle trägt das Bezugszeichen 2. Das Zwischenstück 4 ist als Doppelbügel ausgebildet. Es trägt zwei gleichachsige Zapfen 5a und 5b. Ihre Achse ist gegenüber der Achse der antreibenden Welle 2 geneigt. Dieses Zwischenstück 4 ist, wie insbesondere F i g. 2 zeigt, in zwei Zapfen 3 gelagert, die senkrecht zur Achse der Welle 1 stehen und mit dieser Welle fest verbunden sind. Die Verbindung der Zapfen 5a, 5b mit der Welle 2 erfolgt über einen Bügel 6, in welchem diese Zapfen gelagert sind. Der Bügel 6 ist mit der Welle 2 fest verbunden und so geformt, daß er die erforderliche Schwenkbewegung ausführen kann, ohne an die Welle 1 anzustoßen. In der Zeichnung. ist der Antrieb in der Mittelstellung gezeichnet. Dreht man die Antriebswelle 2, dann nehmen die Zapfen 5 a und 5 b an der Drehung teil, ohne daß sich die Winkellage ihrer Achse zur Achse der Antriebswelle 2 ändert. Infolgedessen wird bei Drehung der Antriebswelle 2 der Bolzen 5 a aus der Zeichenebene z. B. nach vorn und der Bolzen 5 b aus der Zeichenebene nach hinten bewegt. Das hat zur Folge, daß sich das Zwischenstück 4 aus der Zeichenebene herausbewegt und die Bolzen 3 geschwenkt werden. Dadurch wird auch die anzutreibende Welle 1 gedreht. Besonders deutlich sieht man dies aus der Seitenansicht in F i g. 4. In dieser ist die Anordnung gezeichnet, wenn sie gegenüber der Mittellage um einen bestimmten Winkel gedreht ist.The shaft to be driven, which actuates a device (not shown) at both ends, is denoted by 1. The drive shaft bears the reference number 2. The intermediate piece 4 is designed as a double bracket. It has two coaxial pins 5a and 5b. Its axis is inclined with respect to the axis of the driving shaft 2. This intermediate piece 4 is, as in particular FIG. 2 shows, mounted in two pins 3 , which are perpendicular to the axis of the shaft 1 and are firmly connected to this shaft. The connection of the pins 5a, 5b to the shaft 2 takes place via a bracket 6 in which these pins are mounted. The bracket 6 is firmly connected to the shaft 2 and shaped so that it can perform the required pivoting movement without hitting the shaft 1. In the drawing . the drive is drawn in the middle position. If the drive shaft 2 is rotated, the pins 5 a and 5 b take part in the rotation without the angular position of their axis relative to the axis of the drive shaft 2 changing. As a result, when the drive shaft 2 rotates, the bolt 5 a from the plane of the drawing z. B. to the front and the bolt 5 b moves backwards from the plane of the drawing. This has the consequence that the intermediate piece 4 moves out of the plane of the drawing and the bolts 3 are pivoted. As a result, the shaft 1 to be driven is also rotated. This can be seen particularly clearly from the side view in FIG. 4. In this the arrangement is drawn when it is rotated by a certain angle with respect to the central position.

Während bei dem bekannten Kegelradantrieb das Übersetzungsverhältnis konstant ist, ändert es sich beim Antrieb nach der Erfindung erheblich. So ist beispielsweise in der Mittellage das Verhältnis 1: 3, in den Endlagen das Verhältnis 2: 1. Je kleiner man den Winkel macht, den die Achse der Zapfen 5 a, 5b mit der Achse der Antriebswelle 2 einschließt, um so größer ist die Anderung des übersetzungsverhältnisses zwischen Endlage und Mittellage. In den Endlagen entspricht eine Drehung der Antriebswelle 2 nur eine entsprechend kleinere Drehung der anzutreibenden Welle 1; in der Mittellage dagegen gehört zu einer kleinen Drehung der Antriebswelle Z eine große Drehung der anzutreibenden Welle 1. Der Winkel zwischen der Achse der Zapfen 5 a, 5 b und der Achse der Antriebswelle 2 muß größer als 0 und kleiner als 901 sein.While the transmission ratio is constant in the known bevel gear drive, it changes considerably in the drive according to the invention. For example, in the central position of the 1: 3 ratio, in the end positions, the ratio 2: 1. The smaller to make the angle which a includes the axis of the pins 5, 5b with the axis of the drive shaft 2, the greater the Change in the transmission ratio between the end position and the middle position. In the end positions, one rotation of the drive shaft 2 corresponds only to a correspondingly smaller rotation of the shaft 1 to be driven; in the central position, on the other hand, a small rotation of the drive shaft Z includes a large rotation of the shaft 1 to be driven. The angle between the axis of the pins 5 a, 5 b and the axis of the drive shaft 2 must be greater than 0 and less than 901 .

In dem beschriebenen Ausführungsbeispiel ist das Zwischenstück4 als Doppelbügel ausgebildet. Man kann es aber auch als einfaches Formstück ausbilden. Dafür muß dann die angetriebene Welle 1 in dem Bereich des Zwischenstückes 4 gegabelt werden, damit für die Bewegung des Zwischenstückes genügend Platz vorhanden ist. Ein Ausführungsbeispiel hierfür zeigen die F i g. 5, 6 und 7. Soweit die Teile mit denen der F i g. 1 übereinstimmen, sind die gleichen Bezugszeichen gewählt. Hier ist das Zwischenstück 4 ein einfaches Formstück mit den beiden Zapfen 5 a und 5 b an seinen Enden, deren Achse zur Achse der Antriebswelle 2 geneigt ist. Es liegt in dem gegabelten Teil der anzutreibenden Welle 1. Zum Unterschied von der Anordnung nach F i g. 1 sind mit dem Zwischenstück 4 jetzt Zapfen 8 verbunden, deren Achse senkrecht zur Achse der Zapfen 5 a, 5 b steht und außerdem senkrecht zur Achse der anzutreibenden Welle 1. Diese Zapfen 8 sind in Bohrungen der gegabelten anzutreibenden Welle 1 gelagert. Die Wirkungsweise -entspricht der in F i g. 1 angegebenen.In the exemplary embodiment described, the intermediate piece 4 is designed as a double bracket. But it can also be designed as a simple fitting. For this, the driven shaft 1 must then be forked in the area of the intermediate piece 4 so that there is enough space for the movement of the intermediate piece. An exemplary embodiment for this is shown in FIGS. 5, 6 and 7. As far as the parts with those of F i g. 1 match, the same reference numerals have been chosen. Here the intermediate piece 4 is a simple shaped piece with the two pins 5 a and 5 b at its ends, the axis of which is inclined to the axis of the drive shaft 2. It is located in the forked part of the shaft 1 to be driven. In contrast to the arrangement according to FIG. 1 are connected to the intermediate piece 4 now pin 8 connected with its axis perpendicular to the axis of the pin 5 a, b is 5, and also perpendicular to the axis of the driven shaft 1. These journals 8 are mounted in bores of the bifurcated shaft to be driven. 1 The mode of action corresponds to that in FIG . 1 specified.

Wie bereits erwähnt, könnte man das Zwischenstück 4 auch mit zwei sich kreuzenden Bohrungen versehen, beispielsweise in der Weise, daß bei der Anordnung nach F i g. 1 die Zapfen 5 a, 5 b fest mit dem Bügel 6 verbunden sind und in Bohrungen des Zwischenstückes 4 eingreifen, deren Achsen senkrecht zur Achse der Behrungen für die Zapfen 3 liegen.' In den F i g. 1 bis 4 sind die Wälzlager in den Lagerstellen mit 14 bezeichnet.As already mentioned, the intermediate piece 4 could also be provided with two intersecting bores, for example in such a way that in the arrangement according to FIG. 1 the pins 5 a, 5 b are firmly connected to the bracket 6 and engage in bores of the intermediate piece 4, the axes of which are perpendicular to the axis of the bores for the pin 3. ' In the F i g. 1 to 4, the rolling bearings in the bearing points are denoted by 14.

Claims

Claims: 1. Spatial coupling gear as a shaft connection for the drive of a shaft by a second shaft perpendicular to it, in particular for the actuation of a switch, by the driven shaft, with an intermediate piece being provided for the transmission of movement, which is provided around two perpendicularly intersecting axes means of pins and bearings is rotatably movable, wherein the one axis is perpendicular to the driven shaft, wherein d a d urch in that the intermediate piece (4) rotatably supported in one with the drive shaft (2) fixed to part (6) about an axis is inclined to the driven shaft (1).

2. Coupling gear according to claim 1, characterized in that the intermediate piece (4) has pins (5 a, 5 b) in which it is rotatably mounted in the part (6) fixedly connected to the drive shaft (2), and has bores , in which the pins (3) firmly connected to the output shaft (1) are rotatably mounted. 3. Drive according to claim 1, characterized in that the intermediate piece (4) has two pairs of pins (5 a, 5 b and 8) , the axes of which are perpendicular to each other, wherein the one pair of pins (5 a, 5 b) in the with the drive shaft (2) firmly connected part (6) is rotatably mounted, while the other pin pair (8) is rotatably mounted in a part firmly connected to the output shaft (1). 4. Drive according to claim 1, characterized in that the intermediate piece (4) has two perpendicularly intersecting bores into which two pin pairs engage, one of which is firmly connected to the part (6) firmly connected to the drive shaft (2) , while the other (3, 3) is firmly connected to the driven shaft (1) . 5. coupling transmission according to claim 1 to 4, characterized in that the bearings (14) are roller bearings. Publications considered: VDI magazine from March 1951, pp. 207 and 208.