DE1904039A1

DE1904039A1 - Umlaufgetriebe

Info

Publication number: DE1904039A1
Application number: DE19691904039
Authority: DE
Inventors: Mcalpin Alexander Ferguson; Harvey Holtby
Original assignee: JH Fenner and Co Ltd
Current assignee: JH Fenner and Co Ltd
Priority date: 1968-02-02
Filing date: 1969-01-28
Publication date: 1969-09-04
Also published as: FR2001199A1; NL6901435A; ES363538A1

Description

Umlaufgetriebe.

Die Erfindung bezieht sich auf Umlaufgetriebe und betrifft insbesondere Geschwindigkeitsuntersetzungsgetriebe, bei welchem durch eine Eingangswelle eine exzentrische Kreisbewegung einer oder mehrerer Scheiben bewirkt und diese Bewegung einer Ausgangswelle durch längliche Übertragungsglieder augeführt wird, die mit der Ausgangswelle in Antriebsverbindung stehen. Die Scheibe bzw. Scheiben haben öffnungen, in denen die Übertragungsglieder lose geführt sind und durch sie hindurchragen.

In derartigen Getrieben steht jede der Scheiben in Antriebsverbindung mit der Innenseite eines hohlen -ringförmigen Bauteils. Zu diesem Zweck weisen die Scheiben . an ihrem Umfang Getriebezähne' bekannter Form auf und stehen in nahezu ständiger Berührung mit mehreren in gleichen Abständen voneinander fest angeordneten Rollen, deren Achsen parallel zur Eingangswelle sowie auf einem 'zu dieser Welle konzentrischen Kreis liegen. Bei einer anderen Bauart eines solchen Getriebes weisen die Scheiben an ihrem Umfang stummelartige Getriebezähne (stub form gear teeth) mit festem oder veränderlichem Flanken-

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Winkel (pressure angle) auf, die mit entsprechenden, am Inneuumfang eines ringförmigen Bauteils vorgesehenen Zähnen zusammenwirken. Die Achse dieses ringförmigen Bauteils He₁J'; dabei parallel und konzentrisch zur Eingangswege. Bei einer weiteren Ausführungsform stehen die Umfangsflächen der Scheiben in R. eiIrungseingriff mit der Innenfläche des ringförmigen Bauteile. Auch in diesem Falle liegt die Achse des ortsfesten Ringteils parallel und konzentrisch zur Ein, ;an.gswelle. Alle diese Ausführungsformen haben das gemeinsame Merkmal, dass die Scheiben und das ortsfeste Bauteil derart miteinander in Eingriff stehen, dass jede der Scheiben sicc um die eigene Achse drehen muss, wobei die Umlaufgeschwindigkeit der Ausgangswelle in bestimmtem Verhältiiis zur UnZ auf Geschwindigkeit der Eingangswelle steht und sich von der exzentrischen Drehbewegung der Scheiben ableitet.

Die Drehbewegung der Scheibe bzw. Scheiben wird auf die Ausgangswelle dadurch übertragen, dass jede Scheibe mehrere, kreisförmig angeordnete Öffnungen aufweist, in die eine entsprechende Anzahl von Übertragungsgliedern, z.B. Bolzen, eingreifen. Die Bolzen greifen an einem Flansch odgl. der Ausgangswelle an und je einer dieser Bolzen ragt in eine der vorerwähnten Öffnungen hinein, so dass eine Drehung der Scheibe bzw. Scheiben auch eine Drehbewegung der Ausgangswelle verursacht. Die Exzentrizität der Drehbewegung der Scheiben wird bei diesem Vorgang nicht übertragen, da die erwärmten Öffnungen einen grösseren Durchmesser haben als die Bolzen. Das Spiel entspricht dabei wenigstens dem Ausmaß der Exzentrizität.

Da die Antriebsbolzen in ihrer kreisförmigen Anordnung mit dem Ende der Ausgangswelle in festem Eingriff stehen, wird jeder Bolzen ständig einer gewissen Biegebeanspruchung ausgesetzt. Da die Scheiben eine .exzentrische Bewegung ausführen, wird überdies diese Biegebeanspruchung nicht gleichmässig auf alle Bolzen verteilt, sondern verände* sich zeitlich, d.h. sie wird in einem gegebenen Zeitpunkt für einen Bolzen ein

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Maximum und für einen anderen Bolzen ein Minimum sein. Infolgedessen muss der Querschnitt eines jeden Bolzens so gross sein, dass er das mögliche Maximum der Biegebeanspruchung aufzunehmen vermag. Dieses Maximum der Biegebeanspruchung ist sehr viel grosser als der Mittelwert dieser Beanspruchung, der an allen Bolzen auftreten würde, wenn die gesamte Biegebeanspruchung während der Umlaufbewegung gleich_T massig auf alle Bolzen verteilt werden könnte. Wenn also das Maximum der Biegebeanspruchung verringert wird, können die Bolzen im Querschnitt sehr viel kleiner gehalten werden.

Gemäss der vorliegenden Erfindung werden nun bei einem Umlaufgetriebe der erwähnten Art die Antriebsübertragungsglieder an ihren beiden Enden in einer Art Käfig radial verankert, der axial zur Ausgängswelle angeordnet ist und in einem Lager ruht. Auf diese Weise wird eine äussere Lageranordnung für die Ausgangswelle entbehrlich, die bisher notwendigerweise vorgesehen sein musste. Das Getriebe lässt sich daher in Achsrichtung sehr gedrungen bauen.

Die Biegebeanspruchung der Antriebsübertragungsglieder kann dadurch gleichmässig gemacht werden, dass ein Tragring vorgesehen wird, der mehrere kreisförmig angeordnete Öffnungen aufweist, durch die die Übertragungsglieder hindurchragen, wobei die Durchmesser der öffnungen so gewählt sind, dass . jedes Übertragungsglied in der ihm zugeordneten öffnung des Tragringes verschiebbar ist.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist das Umlaufgetriebe ein Gehäuse mit innerer zylindrischer Umfangsfläche und an beiden Gehäuseenden vorgesehenen Lagern auf; in diesen Lagern ruhen um eine gemeinsame Achse gegenüber dem Gehäuse drehbar zwei zylindrische, radiale Flansche aufweisende Bauteile, von denen das eine, axial gerichtete Teil eine Ausgangswelle bildet, während das andere Bauteil eine Bohrung hat, durch die eine gleichachsig ausgerichtete Eingari,;sswelle hindurchragt. In den erwähnten Bauteilen sind

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Lager für die Eingangswelle vorgesehen, so dass diese sich gegenüber den Bauteilen drehen kann. Auf der Eingangswelle sitzen zwischen den beiden Bauteilen zwei exzentrische Lager, auf denen drehbar zwei am Umfang verzahnte Scheiben gelagert sind, deren Zähne mit einer entsprechenden, am Innenumfang des Gehäuses vorgesehenen Verzahnung kämmen; in den erwähnten radialen Flanschen sind in kreisförmiger Anordnung öffnungen vorgesehen, in die die entsprechenden Enden mehrerer z.B. als Bolzen ausgebildeter Antriebsübertragungsglieder eingreifen. Diese bolzenartigen Übertragungsglieder erstrecken sich in Achsrichtung zwischen den Planschen und ragen durch entsprechend kreisförmig angeordnete öffnungen der vorerwähnten Scheiben hindurch.

Zweckmässig ist zwischen den beiden Scheiben ein kreisförmiger Ring odgl. vorgesehen, der gleichfalls Öfrnungen, entsprechend den in den radialen Planschen vorgesehenen öffnungen, hat, durch die die Bolzen hindurchragen. Der kreisförmige Ring dient nicht nur dazu, die beiden Scheiben im Abstand voneinander zu halten, sondern auch dazu, die Antriebsbolzen zu unterstützen, wodurch das infolge der exzentrischen Drehbewegung der Scheiben auf die Bolzen ausgeübte Biegemoment und die sie beanspruchenden Scherkräfte verteilt und ausgeglichen werden.

Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist die Ausgangswelle eine axiale Längsbohrung auf,durch die die Eingarg?- welle hindurchgeführt ist. Bei dieser Bauart können beide Wellen nach derselben Seite des Getriebes herausragen. In diesem Falle ist die Eingangswelle länger ausgebildet als die Ausgangswelle, ragt also über diese hinaus und ist in einem Lager drehbar, das in dem äusseren Ende der Bohrung der Ausgangswelle vorgesehen ist.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung geh'en aus der nachstehenden Beschreibung zweier auf der Zeichnung veranschaulichter Ausführungsformen des neuen Umlaufgetriebes hervor.

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Fig. 1 zeigt im Mittellängsschnitt ein Untersetzungsgetriebe mit stummelartig verzahnten Getriebescheiben.

Fig. 2 zeigt die Anordnung nach Fig. 1 in Stirnansicht und teilweise im Schnitt.

Fig. 3 zeigt eine weitere Ausführungsform des Untersetzungsgetriebes nach der Erfindung im Mittellängsschnitt.

Bei der Ausführungsform nach den Fig. 1 und 2 wird die Eingangswelle Io von Lagern 12 und l4 getragen. Das Lager 12 ist im Innern eines Tragringes 16 und das Lager 14 im Innern der Ausgangswelle l8 angeordnet.

Der zwischen den beiden Lagern 12 und l4 befindliche Teil der Eingangswelle Io weist zwei diametral entgegengesetzt gerichtete exzentrische Abschnitte auf, die Nadellager 2o und 22 tragen. Von den beiden exzentrischen Lagern 2o und 22 wird je eine Scheibe 24 bzw 26 getragen. An ihrem Umfang weisen die beiden Scheiben stummelartige Getriebezähne mit unveränderlichem Flankenwinkel (stub form gear teeth with fixed pressure angle) auf. Ausserdem sind in diesen Scheiben eine Reihe auf einem Kreis verteilt liegender öffnungen 28 und Jo vorgesehen und zwar derart, dass jede öffnung 28 der Scheibe 24 mit einer entsprechenden öffnung J5o in der Scheibe 2β in gleicher Flucht liegt.

Das Getriebe hat ein zylindrisches Gehäuse 32, das an seinem Innenumfang eine Verzahnung mit stummelartig ausgebildeten (stub form) Getriebezähnen trägt, die den Getriebezähnen entsprechen, welche am Umfang der Scheiben 24 und 26 vorgesehen sind. Das zylindrische Gehäuse 32 ist konzentrisch zur Eingangswelle Io. Hat die Verzahnung im Innenumfang des Gehäuses 35 N Zähne, so ■ sind am Umfang der beiden Scheiben 24 und 26 beispielsweise (N-I) Zähne vorgesehen. Der Teilkreisdurchmesser der Innenverzahnung des zylindrischen Gehäuses 32 ist so gewählt, dass beim Umlauf der Eingangswelle Io beide aussen verzahnte Scheiben mit der erwähnten Innenverzahnung in Eingriff bleiben. Infolgedessen werden die beiden Scheiben in einer Richtung angetrieben, die der Drehrichtung der Eingangswelle Io entgegengesetzt ist. Die beiden Scheiben laufen mit einer Geschwindigkeit um, die gegen-

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über der Drehgeschwindigkeit der Eingangswelle Io um einen Paktor reduziert ist, der abhängt von der am Umfang jeder Scheibe vorhandenen Zähnezahl und von der Differenz zwischen der Zähnezahl jeder Scheibe und der Zähnezahl am Innenumfang des Gehäuses 32.

Durch die in gleicher Flucht liegenden Öffnungen 28 und 3o der beiden Scheiben 24 und 2.6 ragen Kraftübertragungsbolzen 34. An ihrem einen Ende ragen die Bolzen in Öffnungen, die in gleichen Abständen voneinander in einem Ringflansch 15 des Tragringes l6 vorgesehen sind. Die anderen Enden der Bolzen 34 ragen in ähnlicne öffnungen eines Ringflansches 17 der Ausgangswelle hinein. Jeder Bolzen 34 trägt zwei Lagerhülsen 36, und zwar je eine in den Öffnungen 28 und 3o» Dsr Durchmesser dieser öffnungen 28, po ist grosser als der Aussendurchtnesser der Lagerhülsen 36, und zwar um ein genau berechnetes Maß, so dass die Scheiben 24 und 26 beim Umlauf der Eingangswelle Io sich exzentrisch bewegen können. Auf diese Weise ist sichergestellt, dass nur eine reine Drehbewegung durch die Bolzen 34 übertragen wird. Da diese Bolzen 34 durch die Scheiben 24 und 26 und den Flansch der Ausgangswelle hindurchragen, wird die von der exzentrischen Bewegung der Scheiben 24 und 26 abgeleitete reine Drehbewegung auf die Ausgangswelle l8 übertragen, Die Scheiben 24 und 2o rotieren exzentrisch mit einer Drehgeschwindigkeit, die gegenüber der Umlaufgeschwindigkeit des Tragringes l6 um einen Faktor ■ ■ reduziert ist; N entspricht hierbei der Zahl der Zähne am Innenumfang des Gehäuses 32 und"n der Zähnezahl am Umfang der beiden Scheiben 24 und 26. Die Ausgangswelle 18 läuft also mit einer gegenüber der Geschwindigkeit der Eingangswelle um diesen Faktor reduzierten Geschwindigkeit um.

Der Tragring l6 ist seinerseits drehbar in einem Lager 38 gelagert, das in einer ringförmigen Ausnehmung einer Stirnkappe 4o vorgesehen ist. In ähnlicher Weise ist die Ausgangswelle drehbar in einem Lager 42, das in einer ringförmigen Ausnehmung in der anderen Stirnklappe 44 angeordnet ist. Da die BoI-

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zen ~5>K fest in die beiden Plansche des Tragringes 16 und der Ausgangswelle l8 eingreifen., können der Tragring 16 und die Bolzen 34 als ein Bestandteil der Ausgangswelle l8 angesehen werden, die demnach in radialer Richtung drehbar in den beiden Lagern 38 und 42 unterstützt ist. Infolgedessen kann auf ein aussen angeordnetes Lager für die Ausgangswelle verzichtet werden, das für bekannte Kupplungsgetriebe der vorliegenden Art charakteristisch ist. Das neue Getriebe ist infolgedessen sehr viel gelungener gebaut.

Die beiden Scheiben 24, 26 werden zweckmässig mittels einer Abstandscheibe 46 axial voneinander getrennt gehalten. Diese Abstandscheibe hat mehrere kreisförmig angeordnete Löcher, die mit den öffnungen 28 und Jo in den beiden Scheiben übereinstimmen, so dass die Bolzen 34 hindurchragen können. Wird der Durchmesser der Löcher in der Abstandscheibe 46 ebenso gross gemacht wie der Durchmesser der Bolzen 34, so bildet die Abstandscheibe 46 zusätzlich zu dem Tragring 16 und dem Plansch der Ausgangswelle 18 ein Ausgleichmittel für die auftretenden Belastungen. Da die Biegebeanspruchungen, denen die Bolzen J4 vorübergehend ausgesetzt sind, mittels der Abstandscheibe 46 und der beiden erwähnten Flanschteile ausgeglichen und verteilt werden und da der Flansch des Tragringes und der Plansch der Ausgangswelle symmetrisch zu den Scheiben 24 und 26 angeordnet werden können, lassen sich diese vorübergehenden Biegebeanspruchungen auf ein Minimum reduzieren. Die kraftübertragenden Bolzen 34 können daher einen sehr viel kleineren Durchmesser haben, als dies bei einem Getriebe bekannter Bauart erforderlich ist.

Fig. 3 zweigt eine weitere Ausführungsform der Erfindung in Anwendung auf die Antriebscheibe einer Fördervorrichtung. Bei dieser Ausführungsform durchsetzt die Eingangswelle ILo konzentrisch eine hohle Ausgangswelle 118. Eingangs- und Ausgangs welle ragen durch die an dem einen Ende eines zylindrischen äusseren Gehäuses 32 vorgesehene Stirnkappe 144. Gehäuse 32 und Stirnkappe 144 sind so ausgebildet, dass sie an ein Rad

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bzw. eine Riemenscheibe, z.B. die Riemenscheibe eines Förderbandes odgl. passen. Die hohle Ausgangswelle 118 kann beispielsweise ortsfest gehalten werden, so dass die Drehbewegung der Eingangswelle Ho eine Drehung des Gehäuses 32 verursacht. Das •andere Ende des Gehäuses 32 wird von einer Stirnkappe l4o verschlossen. Die Eingangswelle Ho ruht ausserdem drehbar in einem Lager 148, das in der Nähe des freien Endes der hohlen Ausgangswelle 118 vorgesehen ist. Abgesehen von der Ausbildung der hohlen Ausgangswelle und dem besonderen Traglager 148 für die Eingangswelle, ist die Innenkonstruktion des Getriebes nach Fig· 3 genau die gleiche wie sie vorstehend mit Bezug auf die Fig. 1 und 2 beschrieben wurde. Daher sind zur Bezeichnung der gleichen Bauteile dieselben Bezugszeichen verwendet worden.

Patentansprüche:

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Claims

Patentansprüche :

1. jUralaufgetriebe der beschriebenen Gattung, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebsübertragungsglieder (JA) käfijartig angeordnet, innerhalb eines Gehäuses (j>2) mit der Ausgangswelle (l8) fest verbunden und zu ihr axial ausgerichtet sind, wobei dieses käfigartige Gebilde innerhalb des Gehäuses drehbar in zwei in dem Gehäuse vorgesehenen Lagern (j8,42) ruht, die die Ausgangswelle vollständig tragen.

2. Uralauf getriebe nach Anspruch 1, gekennz jiclinet durch ein Gehäuse (52) mit innerer zylindrischer UmFangsflache und an beiden Gehäuseenden vorgesehenen Lagern (38, ·ν2) in denen um eine geraeinsame Achse gegenüber dem Gehäuse drehbar zwei zylindrische, radiale Flansche (13, 17) aufweisende Bauteile (l6,l8) ruhen, von denen das eine axial gerichtete Bauteil eine Ausgangswelle (l8) bildet, während das andere Bauteil eine Bohrung hat, durch die eine gleichachsig ausgerichtete Eingangswelle (lo) hindurchragt, wobei in den Bauteilen (l6, l8) Lager (12,14) für die Eingangswelle vorgesehen sind, so dass diese sich gegenüber den Bauteilen drehen.kann, wobei ferner auf der Eingangswelle zwischen den beiden Bauteilen zwei exzentrische Lager (2o,22) sitzen, auf denen zwei am Umfang verzahnte Scheiben (24,26) drehbar gelagert sind, deren Zähne mit einer entsprechenden, am Innenumfang des Gehäuses befindlichen Verzahnung kämmen, wobei ferner in den erwähnten radialen Flanschen (15,17) in kreisförmiger Anordnung Öffnungen vorgesehen sind, in die die entsprechenden Enden mehrerer Antriebsübertragungsbolzen (;54) eingreifen, die sich in Achsrichtung zwischen den Flanschen erstrecken und durch entsprechend kreisförmig angeordnete Öffnungen (28, 30) der Scheiben (24,26) hindurchragen.

3. Umlaufgetriebe nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch einen

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zwischen den beiden Scheiben angeordneten Ring odgl. (¹I-O), der den Öffnungen in den radialen Planschen (13,1?) entsprechende Öffnungen aufweist, durch die die Antriebsbolzen (3*0 hindurchragen, sodass der Ring odgl. sowohl dazu dient, die beiden Scheiben im Abstand zueinander zu halten, als auch die Bolzen zu unterstützen, mit dem Erfolg, dass die infolge der exzentrischen Drehbewegung der Scheiben auf die Bolzen ausgeübten Biegebeanspruchungen und Scherkräfte verteilt und vergleichmässigt werden.

k. Umlaufgetriebe nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine in der Ausgangswelle vorgesehene Axialbohrung, in der die Eingangswelle drehbar gelagert ist.

5. Umlaufgetriebe nach Anspruch K, dadurch gekennzeichnet, dass sowohl die Eingangs- als auch die Ausgangswelle (ΐΐο,ΐΐδ) auf der gleichen Seite des Getriebes in axialer Ausrichtung liegen und die Eingangswelle (llo) in Achsrichtung länger ist, als die Ausgangswelle (ll8), über diese hinausragt und in einem Lager (148) drehbar ist, das in dem dem Getriebe abgewandten Ende der Ausgangswelle (ll8) vorgesehen ist.

6. Umlaufgetriebe nach Anspruch 5> gekennzeichnet durch ein zylindrisches Gehäuse (52), dessen zylindrischer Innenumfang mit den Scheiben in Antriebsverbindung steht, wobei das Getriebe mit Hilfe der Ausgangswelle (ll8) gelagert ist, sodass diese Welle ortsfest gehalten wird und das Gehäuse bei Drehung der Eingangswelle frei umlaufen kann.

7. Umlaufgetriebe nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (J2) einen Plansch (144·) zur Verbindung mit einem Rad oder einer Riemenscheibe aufweist, um diese antreiben zu können.

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