DE1707499U

DE1707499U - Untersetzungsgetriebe.

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Publication number: DE1707499U
Application number: DE1953G0008133
Authority: DE
Inventors: August Gabel; Alfred Langer
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1953-10-23
Filing date: 1953-10-23
Publication date: 1955-09-22

Description

. Wolf Müller Bonn Koblenzer Str» 46a

Aktenze ionen:; & 8133/47

Anmelder.:

Grabe!
ο η n, Immenburgstr» 13

und

JIfred Xanger 3 ο η n, Iriesenweg 1

PÄ.497841.U8.SS /} /

Bonn, den 3· Juni 1955 2905/53

&e braachsmasi; er

.Untersetzungsgetriebe,

Die vorliegende Ueaerung betrifft ein Untersetzungsgetriebe, das insbesondere für gleichbleibend none T>rehzahlanterse-fczungsrerhältnisse geeignet ist^

diesen Zweck war es bekannt, Sehneckenantriebe zn. ?er-

-, die einem hohen Verschleiss unterliegen und ausser— dem einen geringen Wirkungsgrad besitzen. Ausserdem haben Schneekengetriebe den !fachteil, dass .Antriebs- und Abtriebsachse im Winkel zueinander stehen.

Mit Zahnradgetrieben lässt sich eine hohe Untersetzung

dagegen nur

dagegen nur in mehreren Stufen erreichen, was eine entsprechend hohe Zahl von Wellen, Zahnrädern und lagerstein η «rf orderten genstand der vorliegenden feuerung ist dagegen ein Untersetzungsgetriebe, das bei geringstem "Raumbedarf eine hohe Drehzahluntersetzung in einer Stufe erreicht, wobei die Antriebs— und die Abtriebsachse einander gegenüberstehen können, und das weiterhin einen hohen Wirkungsgrad bei völliger Wartungsfreiheit besitzt.

'^ Dies wird neuerunfsgemäss durch ein rotierendes Übertragungsglied erreicht, dessen Rotationsachse eine von der Antriebswelle erzwungene Präzessionsbewegung ausführt, und das sich gleichzeitig auf einer zur Antriebsachse senkrechten Scheibe abwälzt,

in der einfachsten Ausführungsforn besitzt das neuerungsgemässe Getriebe eine feststehende Abwälzscheibe* Selbstverständlich ist es aber auch möglich, die Abwälzscheibe in einem bestimmten oder wechselnden "Verhältnis zur Antriebsachse umlaufen zu lassen, beispielsweise indem man die Abwälzscheibe über Stirnräder od,dgl, von der Antriebsachse aus mit einer bestimmten Drehzahl antreibt, oder indem man die Jlbw äl ζ scheibe sich unter der Poickwirkung des tJbertragungsgliedes frei drehen lässt und diese Drehung mehr oder weniger stark bremst. Im ersteren Falle kann

²^ man ein beliebig grosses oder beliebig kleines Untersetzungsverhältnis erzielen, und zwar über den Bereich

hinaus

hinaus, wie ex dnrfeh -die Anordnung mil; feststehender Abwälzseheibe gegeben ist* Im zweiten PaIIe hat man die Möglichkeit, ein TJntersetziangsgeJlpiebe mit veränderlichem IJntersetzungsverhältnis zn. batten. Dabei kann die Bremsung einfach als Seibungsbremse ausgebildet sein, v?odurch allerdings der Wirkungsgrad vermindert wird, das jedoch in vielen Pällen in Sauf genommen werden kann. In vielen fällen, wo es auf einen hohen Wirkungsgrad ankommt., kann man eine hydraulische oder elektrische Bremsung mit Energierückgewinnung "verwenden, die dann natürlich einen honen baulichen -⁰Ufwand bedingt*

Ein weiterer wesentlicher Torteil des Gegenstands der !feuerung besteht in der Möglichkeit einer solchen Anordnung bzw. Gestaltung der sich aufeinander abwälzenden Flächen ¹^ des Übertragungsgliedes und der Abwälzscheibe, dass der Abwälzvorgang schlupffrei erfolgt; ja, es ist sogar möglich, das Getriebe völlig spielfrei auszubilden, was für viele Anwendungszwecke von -besonderem .Vorteil ist.

Eine bevorzugte Aus führ ungs form besitzt gezahnte Abwälzflächen mit etwas verschiedener Zähnezahl, wobei vorzugsweise die Zahl der Zähne auf dem Übertragungsglied etwas grosser gewählt ist als auf der Abwälzscheibe.

Dabei kann die Abtriebswelle mit dem Übertragungsglied über eine zweite, gegebenenfalls gezahnte Abv; al ζ scheibe verbunden sein, die vorzugsweise die gleiche Zähnezahl besitzt wie das Übertragungsglieds

Es ist

Es ist aber auch möglich, die Abtriebswelle fiber ein Zardangelenk mit dem Übertragangsglied zu "verbinden,

ZweekmäsBig ist es in allen Fällen, wenn die Botationsachse der Antriebswelle und diejenige der Ab-fcriebswelle * auf einer geraden Linie liegen und ausserdem der Hota-

tionsmittelpunkt der Präzessionsbewegung des Übertragungs— gliedes auf dieser linie liegt.

"Dabei kann die Ausführung so getroffen sein, dass auf der Antriebswelle eine Büchse als lagerbuchse für das Über-"Ό tragungsglied Torgesehen ist, deren innere auf die 7^;elle

aufgezogene Zylinderfläche unter einem Winkel, zur äusseren die lagerung des Übertragungsgliedes bildenden Zylinderfläche steht, wobei die Zylinder achsen sich ^vorzugsweise im Mittelpunkt der Büchse schneiden.

^ Um einen hohen Wirkungsgrad des Getriebes zu erreichen,

ist es zweekmässig, wenn das Übertragungsglied auf der Büchse mittels Kugellager., Torzugswej.se mittels doppelter Kugellager, gelagert ist. SelbstTerstähdlich ist es dabei auch möglich, andere lagerstellen als Kugellager auszubilden; dies ist jedoch, da hier die höchste Drehgeschwindigkeit Torliegt, besonders wichtig-

In Tielen ballen kann es zv?eckmässig sein, wenn die Berührungs- bzw. Eingriffslinie zwischen Übertragungsglied und Abwälzscheibe in der durch den Rotationsmittelpunkt der Präzessiongsbewegung gelegten Uormalebene liegt.

Bei Verwendung

3ei "Verwendung eines Kardangelenks als Übertragungsmittel irischen dem Übertragungsglied und der Abtriebswelle können ausserdem die tJbertragungsbolzen des Zardangelenks in der ernannten Ebene liegen·

ί^Τη der Zeiciinung sind zwei Ausführungsbeispiele des Gegenstands der feuerung schematise}! dargestellt., und zwar zeigt

Abb- 1 einen axialen Schnitt durch eine Ausfuhrungsform

des neuerungsgemässen Getriebes, wobei die ein-

•jq zelnen Getriebeteile zur Verdeutlichung auseinander—

gezogen sind,

Abb. 1a zeigt eine Einzelheit dieses Getriebes*

Abb. 2 zeigt eine etwas andere Ausführungsform des Getriebes ebenfalls im Schnitt-, und zwar an einen Hot or angeflanscht und mit einer unmittelbaren

übertragung auf eine den IiOtOr₄ und das Getriebe umgebende Trommel.

Abb. 3 zeigt in einer teilweise geschnittenen Stirn- .

ansicht die Anlenkung des ^ardan-Antriebs gemäss Abb. 2 an das Getriebe bzw. die !'rommel. y

Gemäss Abb. 1 und 1a besteht das Getriebe aus ganz wenigen Einzelteilen. Hit 1 ist die Antriebswelle bezeichnet, 2 ist das rotierende "Übertragungsglied und 3 eine feststehende Abwälzflache.. Mit 4 ist eine umlaufende Abwälzscheibe—

bezeichnet

bezeichnet, die auf der Abtriebswelle 5 befestigt ist,
die bei 6 gelagert ist.

Das Übertragungsglied 2 ist auf der Antriebswelle 1 in
der Weise gelagert, dass seine Rotationsachse JL eine
Präzessionsbewegung aasführt-, d.h.. auf einem Kegelmantel umläuft, dessen Spitze auf der "Rotationsachse B der Antriebswelle 1 liegt, und mar im Punkte C, der durch einen Er eis hervorgehoben ist»

Zu diesem Zweck ist auf der Welle 1 eine Büchse 5 vorgesehen, die das eigentliche Doppelkugellager 6 trägt. Die Büchse 5, die in Abb. 1a besonders heraus ge zeichnet ist, besitzt eine schräge zylindrische Bohrung; die Achsen dee äusseren und inneren Zylinders stimmen dabei mit den Rotationsachsen 1 bzw, 3 überein und schneiden sich im
Mittelpunkt C der Büchse.

Die Wirkungsweise des neuerungsgemässen Untersetzungsgetriebes ist wie folgt: Oas Übertragungsglied 2 führt,
infolge seiner lagerung auf der schrägen Büchse 5, "von
der Antriebswelle 1 erzwungene, schwankende, sogenannte

Präzessionsbewegungen aus, und zwar mit der !Frequenz der Antriebsdrehzahl; gleichzeitig rollt sieh der Umfang des Übertragungsgliedes 2 auf der feststehenden Abwälzscheibe "3 ab. Dabei stellt sich — setzt man einmal "völlig glatte
Abwälzflächen voraus - selbsttätig eine Rotationsbewegung

²^ des Übertragungsgliedes 2 ein, deren Drehzahl wesentlich niedriger ist als die Drehzahl der Antriebswelle 1. Diese

Drehzahl

Drehzahl hängt beim Pehlen «usserer Kräfte lediglich von der Antriebsdrehzahl und dem Winkel des Iräzessionskegels ab+

!Lässt man zwischen dem Übertragungsglied 2 und der Ab- -wälzscheibe 3 einen "veränderlichen Schlupf zu., so wird sich ein drehmomentabhängiges Übersetzungsverhältnis selbsttätig einstellen; es ist also auf diese Weise ein Drehzahl— "Drehmomentwandler zu. bauen.

Im "vorliegenden Pail sei davon ausgegangen, dass ein Unter-.' Setzungsgetriebe mit konstantem Unt ears et zungs verhältnis gewünscht \vird. In diesem Ealle ist es zweckmässig, das Übertragungsglied 2 und die Abwälzscheibe 3 an den Berührungsflächen mit einer Zähnung oder anderen Eingriffsmitteln, wie locken, Stiften od.dgl* zu versehen. Dabei muss die Zahl der Zähne auf dem Übertragungsglied von der Zahl der Zähne auf der Abwälzscheibe etwas verschieden sein, um eine Dotation des Übertragungsgliedes bei sauberem Zahneingriff zu ermöglichen, «ira beispielsweise die Zahl der Zähne auf der Abwälζscheibe = 50 gewählt und die Zahl der Zähne auf den Übertragungsglied =51, so beträgt äas TJntersetzungsverhältnis

51 _T 50 _

Sr-"

In allen fällen ist es zweckmässig, wenn die Zähnezahl auf dem Übertragungsglied grosser gewählt wird als auf der Abwälzscheibe, da sich dann bezüglich Zahngrosse und

Zahnform

Zahnform die günstigsten Verhältnisse «rgeben. Der Umfang des "Rotationsgliedes2 muss ja infolge seiner Sehrägstellung etwas grosser «ein als derjenige der Abwälzscheibe, so dass die Differenz in der Zähnezahl sich nicht oder nar unbedeutend auf die Zahngrösse -auszuwirken brauchte

Selbstverständlich lässt sich auch jedes andere ganzzahlige Übersetzungsverhältnis herstellen. Die "Verhältnisse -werden umso günstiger, je höher der Untersetzungsgrad ist. Eine praktische Grenze ist lediglich durch die Bearbeitungsmöglichkeit der Zähne und evtl* durch den Flankendruck gegeben, wenn grossere Kräfte übertragen "werden sollen..

In gleicher Weise wie auf der festen Abwälzscheibe 3 wälzt sich das rotierende Übertragungsglied 2 auf der anderen Seite auf der Abwälzscheibe 4 ab, d.h. die Zähne des rotierenden tjbertragungsgliedes greifen wechselweise in gegenüberstehende Zähne auf der Abwalζscheibe 4 ein und nehmen diese mit. Ist dabei die Zähnezahl gleich, so wird die Abwälzscheibe 4 unt der Drehzahl des Übertragungsgliedes 2 mitgenommen, d.h. die Abtriebswelle 5 dreht sich mit der Tiotationsgesehwindigkeit des tjbertragungsgliedes "Da dieses nun mit einem Unters et zungsverhältnis gegenüber der Antriebswelle umläuft, dasdurch die Zähnezahl auf den sich gegenüberstehenden Flächen des Übertragungsgliedes 2 und der feststehenden Abwälzscheibe 3 "bestimmt ist, ergibt sich für das gesamte Getriebe ein entsprechendes TJnterse tzungsverhältnis..

G-r undsätzli ch

en Grand sät zlich kann man die Högliehkeii/der Untersetzungs-•verhältnisse dadurch noch weiter "variieren, dass die rotierende Abwälzseheibe 4 und die gegenüberstellende mäche des Übertragungsgliedes 2 mit etwas Teraehiedener Zähnezahl ausgerüstet -werden.

In Abb, 2 ist an einem teilweisen Schnitt die .Anwendung des neuerungsgemässen Getriebes auf einen Trommelmotor dargestellt. Die -Antriebswelle ist mit 11, das rotierende tJbertragongsglied mit 12 and die feste Abwälzscheibe mit bezeichnet- 15 ist die scnräge Büchse, auf der mittels doppelter Kugellager 16 das rotierende Übertragungsglied gelagert ist, "Das rotierende Übertragungsglied trägt Winkel 17* an denen mittels Bolzen 18 ein Zardanring 19 befestigt ist, der seinerseits mittels Bolzen 21 die Irommel 26 antreibt-

Zur Lagerung der Antriebswelle innerhalb des irommelbodens 23 ist ein Kugellager 22 vorgesehen. Der Trommel— boden seinerseits ist mittels eines Kugellagers 24 in'^feiner festen Aufhängung drehbar gelagert. Auf der anderen Seite ist der Motor 27 mittels eines Aufhängea-ms 29 drehsicher befestigt und trägt die Trommel 26 auf Kugellagern 28. Mit 31 ist eins Dichtung und mit 26a der Bund der Trommel bezeichnet.

Ein solcher Trommelmotor kann beispielsweise für V/inden, r Aufzüge, aber auch für alle anderen Pörderzwecke Verwendung

finden

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finden« Besonders vorteilhaft ist Merbei die kurze Bauweise und das erstaunlich none Anzugsdrehmoment.

Wird, wie dies aas Ab"b„ 2 zu. ersehen ist, die linie des Eingriffs der Zähne durch den Hittelpunkt der Präzessions— bewegung, d.h., durch die Mitte der Büchse 15 gelegt, und sind gleichzeitig die .Angriffspunkte des Kardangelenks, d.h. die Bolzen 18 und 21 in der gleichen Ebene Έ angeordnet, so ist es nicht möglich, rückwirkend "von der Abtriebswelle den lÄotor zu drehen, d.h. man kann iasten an Aufzügen oder Winden in jeder Höhe stehen lassen, ohne dass das Antriebsaggregat mit besonderen Bremsen versehen werden muss»

Abb. 3 veranschaulicht diese Anlenkung des Kardanringes an der Trommel in einer teilweise geschnittenen Ansicht.' ^ie Bezugszeichen der Teile haben die gleiche Bedeutung -wie in Abb. 2.

Ein weiteres wichtiges Anwendungsgebiet ist der Peinantrieb von Instrumenten aller Art. Auf Grund der wenigen benötigten Teile lässt sich nämlich das gesamte Untersetzungsgetriebe in einem Handknopf unterbringen, der ohne weiteres auf die anzutreibende Achse aufgesteckt vierden kann.

Selbstverständlich ist es auch möglich, zwei oder mehrere der neuerungsgemässen Getriebe hintereinander anzuordnen, um dadurch besonders hohe TJnt er set Zungsverhältnisse zu erzielen.

Schutzansprüche

Claims

S chut ζ a η ε ρ τ ϋ c Il e

1) TJntersetzungsgetriebe, gekennzeichnet durch ein rotierendes Übertragungsglied, dessen "Rotationsachse eine τοη der ,Antriebswelle errungene Iräzessionsbe-wegung aasführt, und das sic_th gleichzeitig auf einer zur Antriebsachse senkrechten Scheibe abwälzt*

2) Getriebe nach Anspruch 1 ,gekennzeichnet durch eine feststehende Abwälzscheibe.

3) Getriebe nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine umlaufende Abwälzseheibe, deren "Drehzahl .in einem gleichbleibenden oder wechselnden Verhältnis zur Drehzahl der Antriebswelle steht.

4) Getriebe nach Anspruch 1 , gekennzeichnet durch eine frei rotierende Abwälzscheibe, die sich unter Rückwirkung des Übertragungsgüedes drehen kann und mit einer "Drehzahlregelung, beispielsweise einer Bremse, versehen ist*

5) ' Getriebe nach den Ansprüchen 1 bis 4, gekennzeichnet

durch eine solche Anordnung bzw. Gestaltung der sich aufeinander abwälzenden Plächen des Übertragungsgliedes und der Abwälzscheibe, dass der Abviälzvorgang schlupffrei erfolgt..

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6) Getriebe nach -Anspruch 5* gekennzelehnet durch gezahnte Abwälzfläehen mit etwas "verschiedener Zähnezahl, wobei Torzugsweise die Zahl der Zähne auf dem Übertragungsglied etwas grosser gewählt ist als auf der Abwälz sehe! be*

7) Getriebe nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzelehnet-, dass die Abtriebswelle mit dem Übertragungsglied über eine zweite, gegebenenfalls gezahnte Abwälzscheibe verbunden ist, die vorzugsweise die gleiche Zähnezahl besitzt wie das Übertragungsglied«

8) Getriebe nach Anspruch 1 und folgenden, insbesondere nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Abwälzscheibe mit einer Zähnezahl ausgerüstet ist, die von der Zahl der Zähne auf der hiermit zusammenarbeitenden fläche des Übertragungsgliedes etwas verschieden ist.

9) Getriebe nach den Ansprüchen Ί bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Abtriebswelle über ein Kardangelenk mit dem Übertragungsglied verbunden ist.

10) Getriebe nach den Ansprüchen 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Rotationsachse der Antriebswelle und diejenige der Abtriebswelle auf einer geraden linie liegen^ und dass der Rotationsmittelpunkt der Grazes si ons bewegung des Übertragungsgliedes auf dieser linie liegt.

11

11) Getriebe nach Ansprach. 10, dadurch gekennzeichnet, dass auf der -tatriehswelle eine "Büchse als lagerbuchse für das Übertragungsglied vorgesehen ist, deren innere auf die Welle aufgezogene Zylinderfläche unter einem Winkel zur äusseren die lagerung des Über— tragungsgliedes bildenden Zylinderfläche steht, -wobei die Zylinderachsen sich "vorzugsweise im Mittelpunkt der Büchse schneiden..

12) Getriebe nach -Anspruch 11-, dadurch gekennzeichnet, dass das Übertragungsglied auf der büchse mittels Kugellager, -vorzugsweise mittels doppelter Kugellager, gelagert ist*

13) Getriebe nach den Ansprüchen 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Berührungs— bzw« Eingriffsünie zwischen Übertragungsglied und Abwälzscheibe in der durch den Eoifcationsmittelpunkt der Präzessionsbewegung gelegten Έormalebene liegt.

14) Getriebe nach den Ansprüchen 13 und 9> dadurch gekennzeichnet, dass die Ubertraguncrsbolzen des Kardangelenks ebenfalls in der durch den Rotationsmittelpunkt der Präzessionsbewegung gelegten BOrmalebene liegen,