DE1933131A1 - Drehzahlveraenderndes Getriebe zur Gewaehrleistung eines bestimmten festen Drehzahlverhaeltnisses zwischen zwei koaxialen Wellen - Google Patents

Description

• Drehzahlveränderndes Getriebe zur Gewährleistung eines bestimmten festen Drehzahlverhältnisses zwischen zwei koaxialen Wellen Die Erfindung betrifft ein drehzahlveränderndes Getriebe zur Gewährleistung eines bestimmten festen Drehzahlverhältnisses zwischen zwei koaxialen Wellen, insbesondere zwischen einer Antriebs- und einer Ab triebswelle In der britischen Patentschrift 923 508 ist ein Exzentergetriebe mit veränderbarem Übersetzungsverhältnis beschrieben, das zwei miteinander kämmende Zahnräder aufweist, von denen das eine mit einer Getriebeç welle verbunden und das andere drehbar auf einem mit einer zweiten Getriebewelle gekoppelten Exzenter gelagert und durch eine Ausgleichvorrichtung gegen eine Drehung relativ zum Getriebegehäuse festgelegt istR ohne die durch die Drehung des Exzenters erforderliche Hin- und Herbewegung zu behindern, dessen Besonderheit darin besteht, daß die Exzentrizität des Exzenters variabel ist und daß die Zahnräder an unterschiedlichen Eingriffsradien entsprechend der jeweiligen Exzentrizität miteinander in Eingriff bringbar sind0 Außerdem ist in der britischen Patentschrift 926 266 vorgeschlagen worden, ein Exzentergetriebe mit swei aufeinander abrollenden Rädern anzuwenden, von denen das eine Rad drehfest mit einer Welle verbunden ist und das andere Rad außermittig von einem Exzenterlager auf einer zweiten Welle getragen wird und durch eine Ausgleichvorrichtung gegen eine Drehung relativ zu einem Getriebegehäuse festgelegt ist, jedoch in der Weise, daß eine Hin und Herbewegung bzwO Verschiebung nicht behindert ist. Diese Vorrichtung kennzeichnet sich dadurch, daß die Ausgleichvorrichtung mindestens ein Glied von kreisförmigem Querschnitt aufweist, das am Getriebegehäuse oder am exzentrisch gelagerten abrollenden Rad gelagert ist und mit der Wand einer kreisförmigen Querschnitt besitzenden Bohrung im sande ren Teil in Berührung steht und sich in der Bohrung dreht bzwD an der Wand abrollt, wobei die Drehachse des drehbaren Glieds und die Achse der Bohrung um ein der Exzentrizität dee Lagers für das exzentrisch ge lagerte, abrollende Rad entsprechendes StUck voneinander entfernt sind0 Weiterhin ist in der britischen Patentschrift 955 097 eine Vorrichtung vorgeschlagen, die eine Antriebswelle und eine dazu koaxial angeordnete Abtriebswelle, ein die Wellen lagerndes Gehäuse, eine die beiden Wellen antrtebsiäßig miteinander verbindende Einrichtung mit zwei von der Antriebswelle getragenen und mit einer PHAsenverschiebung von 180° gegeneinander angeordneten Exzenterliedern, ein mit Uifangszähnen srsehenes9 an jedem Exzenterglied montiertes Zwischenglied, eine an jedem Zwischenglied vorgesehen zylindrische Außenfläoho, die entweder von den Umfangszähnen getrennt ist oder mit diesen zusammenfällt und deren Durchmesser dem Grundkreisdurchmesser der Zähne entspricht, und einen im Gehäuse gelagerten Ring mit Innenverzahnung, die mit den Zähnen der Zwischenglieder in Eingriff bringbar ist, aufweist, wobei das Gehäuse mit einer zylindrischen Innenfläche versehen ist, deren Durchmesser dem Grundkreisdurchmesser der Innenverzahnung entspricht, aber größer ist ale der Durchmesser der zylindrischen Außenflächen der Zwischenglieder, und wobei die zylindrischen Innen und Außenflächen so angeordnet sind, daß sie im Betrieb des Getriebes miteinander in Berührung stehen.
• Demgegenüber besteht die Aufgabe der Erfindung in er ster Linie in der Schaffung einer verbesserten Vorrichtung zur Gewährleistung eines festen Drehzahlverhältnisses zwischen einer Eingangs- bzw. Antriebswelle und einer Ausgangs- bzw. Abtriebswelle, wobei ein Innen-und ein Außenzahrad verwendet wird und die Reibung zwischen den Antriebsteilen minimal ist, so daß die Vorrichtung auch tttr die Übertragung großer Kräfte mit hohem Wirkungsgrad heruxgesogen werden kann.
• Diese Aufgabe wird bei einem drehzahlverändernden Getriebe zur Gewährleistung eines gewünschten testen Drehzahlverhältnisses zwischen zwei koaxialen Wellen, ron denen die eine eine Hochdrezahl-Welle und die andere eine Niedrigdrehzahl-Welle darstellt, mit einem Innen- und einem Außenzahnrad mit jeweils unterschiedlicher Zähnezahl, von denen des eine drehbar auf einem Exsonterabsehnitt der Hochdrehazahl-Welle gelagert und das andere bzw. zweite auf der Niedrigdrehzahl-Welle montiert ist und die beide miteinander kämmen, erfindungsgemäß gelöst durch einen zwischen dem erstgenannten Zahnrad und einem festen Körper angeordneten Zwischenkörper, der an seiner einen Stirnseite mit dem festen Körper und an seiner anderen Stirnseite mit dem Zahnrad in Eingriff steht und hierdurch eine Vorrichtung zur Verhinderung der Drehbewegung des ersten Zahnrads um seine eigene Achse bildet und gleichzeitig nur eine Bewegung dieses Zahnrads als Ganzes längs einer durch den Exzenterabschnitt der Hochdrehzahl-Welle beschrieben Kreisbahn zuläßt, wodurch das auf Niedrigdrehzahl-Welle montierte zweite Zahnrad im Drehung versetzt wird. Das Drehzahlverhältnis R zwischen den beiden Wellen wird durch die bekannte Formel R = ##### bestimmt, in welcher Te und TB die Anzahl von Zähnen an Innen- bzw. Außenzahnrad angeben.
• Im folgenden ist die Erfindung in bevorzugten Ausführungsbeispielen anhand von Zeichnungen näher erläutert.
• Es zeigen: Fig. 1 einen Schnitt durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen der Erfindung, bei welcher des Aussenschnrad auf der Exzenterwelle gelagert ist, Fig. 2 eine auseinandergezogene Darstellung der Vorrichtung gemäß Fig. 1 zur Veranschaulichung das Eingriff zwischen einem Zwischenkörper und dem Zahnrad auf der Exzenterwelle bzw. dem feststehenden Körper.
• Fig. 3 einen Schnitt durch eine abgewandelte Ausführungsform der Erfindung, bei welcher des Innenzahnrad auf der Exzenterwelle gelagert und des Außenzahnrad auf der langsen laufenden Welle montiert ist, Fig. 4 eine wahlweise Anordnung für den Eingriff des Zwischenkörpers, Fig. 5 einen Schnitt durch eine noch weiter abgewandelte Ausführungsform der Erfindung und Fig. 6 eine Darstellung eines mit Zapfen in Eingriff stehenden Kreuzstücks als Zwischenkörper bei der Ausführungsform gemäß Fig. 5.
• Gemäß den Fig. 1 und 2 läuft eine schnellaufende bzw.
• Hochdrehzahl-Welle 1 in Lagern 2, die in der Lager-Hülse 10 eines Gehäuses 3 angeordnet sind. Die Welle 1 weist eine einstückig mit ihr ausgebildete Exzenterwelle 4 auf, auf welcher ein Lußenzahnrad 5 auf einem Lager 6 gelagert ist. Das Außenzahnrad 5 kämmt mit einem Innenzahnrad 7, wobei die Zahnräder 5 und 7 unterschiedliche Zähnezahlen besitzen. Dae Außenzahnrad 5 weist einen Flansch 8 auf, der an seiner Stirnseite mit zwei gleichachsigen, V-förmigen Ausnehmungen bzw. Nuten 9 versehen ist. Zwischen dem Lußenzahnrad 5 und dem Gehäuse 3 ist eine Zwischenscheibe 11 angeordnet, die an der dem Flansch 8 zugewandten Stirnfläche 13 ebenfalls zwei gleichachsige V-förmige Nuten 12 autweist. Zwischen die Nuten 9 und 12 sind Kugeln 14 eingefügt, die durch BohrRogen 15 in eine Kalter bsv.
• Käfig 16 festgehalten werden0 Der Käfig 16 ist mit einer Bohrung 17 versehen, um eine frei. Drehbewegung der Exzenterwelle 4 zuzulassen. Die Zwischenscheibe 11 weist ebenfalls eine Bohrung 18 sur freien Durchführung der Exzenterwelle 4 und der Hochdrehzahl-Welle 1 auf. An der anderen bzw. zweiten Stirnfläche 19 der Zwischenscheibe 11 sind ebenfalls zwei gleichsige, V-förmige Nuten 20 ausgebildet, die unter einem rechten Winkel zu den Nuten 9 und 12 angeordnet sind. Wetter hin sind zwei gleichachsige, V-förmige Nuten 21 in der Stirnfläche 22 des Gehäuses 3 ausgebildet. Zwischen diese Nuten 20 und 21 sind Kugeln 23 eingefilgt, die durch Bohrungen 24 in einem Ilalter bzw. Käfig 25 fest gehalten werden. Als Ausgleich für das Gewicht des Außenzahnrads 5 ist an der Exzenterwelle 4 ein Gemenge wicht 26 befestigt.
• Das Außenzahnrad 5 kämmt mit dem Innenzahnrad 7, das auf der in im Gehäuse vorgesehenen Lagern 28 gelagert ten langsam laufenden bzw. Niedrigdrehzahl-Welle 27 montiert ist. Die beiden Gehäuseteile sind miteinan der verschraubt, wobei auf der Hochdrezahl-Welle 1 eine Mutter 55 vorgesehen ist, die im angezogenen Zustand die Lage der Welle 1 in der Hülse 10 einstellt.
• Zum Zusammenbau des Gehäuses dienen Schrauben 33.
• Am freien Ende der Exzenterwelle 4 zeigt eine Sicherungsscheibe 29 mit einer Sicherungs-Mutter 30, so daß jegliches Spiel zwischen der Zwischenscheibe 11 und dem festen Gehäuse 3 sowie dem Flansoh 8 am Außenzahnrad 5 beseitigt werden kanne Hierdurch kann außerdem jeglicher im längeren Betrieb entstehender Verschleiß kompensiert werden.
• gemäß Fig. 3 ist du Innensahnrad 91 auf der Ezzentorwelle 4 montiert und sitzt du Außenzahnrad 32 auf der Niedrigdrehzahl-Welle 27. In jeder anderen Hinsicht entspricht die Anordnung praktisch derjenigen gemäß Fig. 1.
• Aus Fig. 4 ist ersichtlich, daß das den festen Körper bildende Gehäuse 3 eine mit einer Unterbechung versehene, abstehende Rippe 34 aufweist, die über in einem Käfig 38 gehalterte Rollen 37 mit einem Schlitz bzw. einer Nut 35 in einem Zwischenkörper 36 in Ein griff steht. Der Käfig 38 besitzt die Form eines U-Protils und ist zwischen die Rippe 34 und die Nut 35 in den Zwischenkörper 36 eingesetzt. An der anderen Stirnfläche des Zwischenkörpers 36 ist eine weitere Ausnehmung bzw. Nut 39 vorgesehen, die unter einem rechten Winkel zur Nut 35 verläuft und auf die gleiche Weiae wie vorstehend beschrieben mit einer Rippe 40 zusammengreift, die an einem auf der Exzenterwelle 4 sitzenden Zahnrad 41 ausgebildet ist.
• Obgleich bei der Ausführungsform gemäß den Fig. 1 und 2 nur eine Nut dargestellt ist, können auch mehrere parallele Nuten vorgesehen sein. Ebenso können bei den Ausführungsformen gemäß den Fig. 3 und 4 mehrere parallele Rippen in Verbindung mit einer entsprechenden Anzahl von die Rippen aufnehmenden Nuten angewandt werden.
• Das in den Fig. 5 und 6 dargestellte Zwischenmittel besteht au einer schwimmend bzw. frei beweglich ge lagerten kreusförmigen Scheibe bzw. einen Kreuzstück 42 mit vier Armen 43-46, die jeweils mit einem radialen Schlitz versehen sind, derart, daß die Achse des einen Paars von Schlitzen 47 unter einem rechten Winkel zur Achse des anderen Paars von Schlitzen 48 verläuft. Am Außenzahnrad 50 befestigte Bolzen 51 greifen in du eine Paar ton Sohlitsen 47 ein, während von eine einen Teil des Gehäuses 3 bildenden festen Xbrpsr 52 abste hende Bolzen 49 in die beiden anderen radialen Schlitze 48 eingreifen. Im Kreuzstück 53 ist eine erweiterte Bohrung 53 ausgebildet, weiche von der Exzenterwelle 4 der Welle 1 durchsetzt wird.
• Im folgenden ist die Arbeitsweise der Vorrichtung gemäß den Fig. 1 und 2 erläutert.
• Wenn sich die Hochdrehzahl-Welle 1 dreht, dreht sich die Exzenterwelle 4 außermittig um die Mittellinie der Welle 1 herum. Da das Außenzahnrad 5 drehbar auf der Exzenterwelle 4 gelagert ist, bewegt es sich in einer Kreisbahn um die Mittellinie der Welle 10 Da die Zwischenscheibe 11 über die Kugeln 23 und die Nuten 20 und 21 mit dem gesten Gehäuse 3 in Eingriff steht, kann sie sich nicht verdrehen, vermag jedoch.
• ungehindert in Richtung der Längsachsen dieser Nuten zu schwingen. Außerdem verhindert die Zwischenscheibe 11 eine Drehung des Außenzahnrads 5 um seine eigene Achse durch die in die Nuten 9 und 12 eingreifenden Kugeln 14. Die Zwischenscheibe 11 und das Außenzahnrad 5 vermögen nur eine Relativbewegung in Richtung der Nuten 9 und 12 durchzuführen. Die Wirkung besteht darin, daß das Außenzahnrad 5 an einer Drehung gehindert wird, jedoch als Ganzen in einer Kreisbahn läuft, die durch die Exzenterwelle 4 um die Mittellinie der Welle 1 herum beschrieben wird. Da das Außenzahnrad 5 mit dem Innenzahnrad 7 kämmt, dreht sich das Innenzahnrad 7 bei jeder Umdrehung der Welle 1 um ein da Unterscheibe zwischen den Zähnen des Innenzahnrads 7 und des Außenzahnrads 5 entsprechendes Stück um seine eigene Achse. Die Drehbewegungsübertragung auf das Innenzahnrad 7 erfolgt durch die Drehung des Außenzahnrads 5. obgleich bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen die Eingangs- bzw. Antriebswelle die Hochdrehzahlwelle darstellt, kann umgekehrt auch die Niedrehzahl-Welle als Antriebswelle und die Roobdrehzahl-Welle al Abtriebswelle dienen.
• Zusammenfassend schafft die Erfindung mithin eine Vorrichtung, bei welcher ein festes Drehzahl- oder Übersetzungsverhältnis zwischen einer Antriebs- und einer Abtriebswelle durch Verwendung eines Innenzahnrads und eines damit kömmenden Außenzahnrads erzielt wird, die jeweils eine unterschiedliche Zähnezahl besitzen und von denen du eine auf einem Exzenterabschnitt der Hochdrehzahl-Welle und das anders auf der Jiedrigdrehzahl-Welle montiert ist. Ein Mittel zur Verbinderung einer Drehbewegung des erstgenannten Zahnrads in seine eigene Achse und zur Ermöglichung einer Bewegung desselben als Ganzes längs einer durch den Exzenterabschnitt der Hochdrehzahl-Welle beschriebenen Kreisbahn besteht aus einem zwischen das erste Zahnrad und einen festen Körper eingefügten Zwischenkörper, der an seiner einen Stirnseite mit dem festen Körper und an seiner anderen Stirnseite mit dem erstgenannten Zahnrad in Eingriff steht. Der Zwischenkörper kann die Form einer Scheibe besitzen und weist in seiner dem erstgenannten Zahnrad zugewandten Stirnseite zwei koaxiale Nuten auf, während an der zugewandten Sti X eite des erstgenanten Zahnrads entsprechende Nuten ausgebildet sind und zwisehen den einander zugewandten Nuten Kugeln festgehalten werden. An der anderen bzw. entgegengesetzten Stirnseite des Zwischenkörpers sind ebenfalls ähnliche, aber unter einem rechten Winkel zu den Nuten in der ersten Stirnseite verlaufende Nuten ausgebildet, während in der Wand des den festen Körper bildenden Gehäuses entsprechende Nuten ausgebildet sind und zwischen beiden Nuten Kugeln festgehalten werden.

Claims (7)

P a t e n t a n s p r ü c h e

1. Drehzahlveränderndes Getriebe zur Gewährleistung eines gewünschten festen Drehzahlverhältnisses zwischen zwei koaxialen Wellen, von denen die eine eine Hochdrehzahl-Welle und die andere eine Niedrigdrehzahl-Welle darstellt, mit einem Innen-und einem Außenzahnrad mit jeweils unterschiedlischer Zähnezahl, von denen du eine drehbar auf einem Exzenterabschnitt der Hochdrehzahl-Welle gelagert und das andere bzw. zweite auf der Niedrigdrehzahl-Welle montiert ist und die beide minteinender kämmen, gekennzeichnet durch einen zwischen dos erstgenannten Zahnrad (5; 4t; 50) und einem festen Körper (5) angeordneten Zwischenkörper (11; 36; 42), der an seiner einen Stirnseite mit dem festen Körper (3) und an seiner anderen Stirnseite mit dem Zahnrad (5; 41; 50) in Eingriff steht und hierdurch eine Vorrichtung zur Verhinderung der Drehbewegung des ersten Zahnrads um seine eingans Achse bildet und gleichzeitig nur eine Bewegung dieses Zahnrads als Ganzes längs einer durch den Exzenterabschnitt (4) der Hochdrehzahl-Welle (1) beschriebenen Kreisbahn zuläßt, wodurch das auf der Niedrigdrehzahl-Welle (21) montierte zweite zahnrad (7; 32) in Drehung versetzt wird.

2. Getriebe nach Ansprcuh 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen des auf den Exzenterabschnitt (4) der Hochdrehzahl-Welle (1) gelagerte Zahnrad (5; 41; 50) und das Getriebegehäuse (3) der Zwischenkörper (11; 36; 42) eingefügt ist, welcher die Form einer Scheibe besitzt, daß der Zwischenkörper an seiner diesen Zahnrad (5; 41; 50). zugewandten Stirnseite zwei gleichachsige Nuten (12) aufweist, daß in der zugewandten Stirnseite des erstgenannten Zahnrads entsprechende Nuten (9) vorgesehen sind, daß zwischen den einander zugewandten Nuten Kugeln (14) festgehalten werden, die in Bohrungen eines zwischen das Zahnrad und den Zwischenkörper eingefügten Käfigs (16) festgehalten werden, und daß an der anderen Stirnseite des Zwischenkörpers ähnliche, jedoch unter einem rechten Winkel ru den Nuten in der erstgenanten Stirnseite vwerlaufende Nuten (ZO) ausgebildet sind, während in der Wand des den festen Körper bildenden Gehäuses'entsprechende Nuten (21) torgeæ sehen sind und zwischen diese beiden Nuten Kugeln (23) eingesetzt sind, die durch einen Käfig (25) in ihrer Lage gehalten werden.

3. Getriebe nach Ansprcuh 1, dadurch gekennzeichnet, daß das erstgenannte bzw. Außenzahnrad (5; 41; 50) drehbar auf dem Exzenterabschnitt (4) der Hochdrehzahl-Welle (t) gelagert ist, während das zweite bzw. Innenzahnrad (7; 32) auf der Niedrigdrehzahl-Welle (27) befestigt i.t.

40 Getriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Innenzahnrad (5; 41; 50) drehbar auf des Exzenterabschnitt (4) der Hochdrehzahl-Welle (1) gelagert und dae Außenzahnrad (7; 32) auf der Niedrigdrehzahl-Welle (27) montiert ist.

50 Getriebe nach Anspruch 1;, dadurch gekennzeichnet, daß auf die Hochdrehzahl-Welle (1) eine Sicherungs-Mutter (30) und eine Sicherungsscheibe (29) aufgesetzt sind, so daß das auf dem Exzenterabschnitt (4) der Hochdrehzahl-Welle (1) angeordnete Zahnrad (5; 41; 50) zum Ausgleich von Spiel zwischen dem Zahnrad, dem Zwischenkörper (11; 36; 42) und dem Gehäuse (3) axial verschiebbar ist.

6. Getriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß am Exzenterabschnitt (4) der Hochdrehzahl-Welle (1) ein Ausgleich- bzw. Gegengewicht (26) montiert ist.

7. Getriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an der einen Stirnseite .des auf dem Exzenterabschnitt (4) der Hochdrehzahlwelle (1) gelagert ten Zahnrads (41) eine abstehende Rippe (40) ausgebildet ist, die in eine im Zwischenkörper (36) vorgesehene Nut (39) eingreift, daß zwischen der Nut und der Rippe ein U-profilförmiger Käfig (38) mit Rollen (37) aufnehmenden Fenstern bzw. Bohrungen eingesetzt ist. wobei die Rollen mit den Seitenflächen der Rippe und der Nut in Berührung stehen, und daß zwischen dem Gehäuse (3) und dem Zwischenkörper eine ähnliche Wälzkörpereinrichtung vorgesehen ist, die unter eines rechten Winkel zu der an der anderen Seite des Zwischenkörpers vorgesehenen Wälzkörpereinrichtung angeodnet sit.

8o, Getriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet1 daß von dem auf der Hochdrehzahl-Welle (1) gelagerten Zehnrad (50) zwei Bolzen bzw. Zapfen (51) abstehen, die in zwei Schlitze (47) einee Zwischenkörpers (42) in Form eines Kreuzstück. bzw einer Kreuzscheibe eingreifen, und daß dieser Zwi schenkörper zwei weitere Schlitze (47) aufweist, in welche vom Gehäuse (3) abstehende Bolzen bzw.

Zapfen (49) eingreifen und die unter einem rechten Winkel zu den erstgenannten Schlitzen angeordnet sind0 L e e r s e i t e