DE19918533A1

DE19918533A1 - Kreisschubgetriebe mit geringem Getriebegeräusch

Info

Publication number: DE19918533A1
Application number: DE1999118533
Authority: DE
Inventors: Lothar Strach
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1999-04-23
Filing date: 1999-04-23
Publication date: 1999-10-21

Abstract

Ein Kreisschubgetriebe, bestehend aus einem Hohlrad und einem Stirnrad und drei Parallelkurbeln zur Erzeugung eines Antriebes mittels eines Kreisschubes des Hohlrades oder des Stirnrades und Abtriebes mittels des Stirnrades oder des Hohlrades ist zur Erzielung einer stoßfreien Berührung zwischen den jeweiligen Zahnflächen so ausgelegt, daß die Kreisschubgeschwindigkeit von gleicher Größe ist wie der Mittelwert der Umfangsgeschwindigkeit der Abtriebszahnflächen. DOLLAR A Damit wird ein Stoßverlust vermieden mit der Folge eines geringeren Getriebegeräusches.

Description

Die vorliegende Erfindung befasst sich mit einem parallel welligen Zahnraduntersetzungsgetriebe in der Bauform als Kreisschubgetriebe.

Absicht dieser Erfindung ist das vom Zahneingriff ausgehende Getriebegeräusch durch Vermeidung von Drehstößen infolge unterschiedlicher Geschwindigkeiten der Zahnflanken von An- und Abtrieb zu vermeiden.

Bei Zahnradgetrieben mit Evolventenbauform ist ausgiebig bekannt und in der Fachliteratur belegt, daß ein Getriebe geräusch in erster Linie vom Zahneingriff angeregt wird.

Bei Evolventenzahnrädern in parallel-welliger Ausführung haben die jeweils miteinander kämmenden Zahnräder auf den Rollkreisen theoretisch eine gleiche Umfangsgeschwindigkeit, in Wirklichkeit treffen die Zähne bei Zahneingriff mit einer Differenz der absoluten Tangentialgeschwindigkeiten aufein ander, die Gleitgeschwindigkeit v_g bildend als stemmendes und ziehendes Gleiten (Niemann/Winter Band II, S. 38).

Bekannt ist ferner bei Evolventengetrieben, daß das Getriebe geräusch als Schwingungsanregung zu 80 bis 90% der Gesamt- Schalleistung durch Steifigkeitssprung und Eingriffsimpuls verursacht wird (Niemann/Winter Band 11, S. 247).

Bei Kreisschubgetrieben gemäß den Patenten DE 195 15 146 und DE 197 09 020 gibt es diese Eingriffsimpulse nicht, da während der Übertragung der Umfangskraft die Zähne des Antriebsrades und des Abtriebsrades flächig aufeinander liegen. Die Unter setzungsgröße in beiden Patenten entsteht infolge einer gewählten Zähnezahldifferenz zwischen Hohlrad und Stirnrad, ist aber unterschiedlich und abhängig davon, ob der Antrieb mittels des kreisschiebenden Hohlrades oder mittels des kreisschiebenden Stirnrades erfolgt. In beiden Fällen ergibt der Quotient aus der Winkelgeschwindigkeit des Antriebes und der Winkelgeschwin digkeit des Abtriebes die jeweilige Untersetzung.

Jeder Punkt des kreisschiebenden Teils - ob Hohlrad oder Stirnrad - hat eine Umfangsgeschwindigkeit in m/s, abhängig von der gewählten Exzentrizität der Antriebskurbel und der beiden Blindkurbeln und der Antriebsdrehzahl. Somit ist dieses auch die Geschwindigkeit der Zahnfläche des antreiben den Hohl- oder Stirnrades beim Auftreffen auf die Fläche des jeweils abtreibenden Stirn- oder Hohlrades.

Die Flächengeschwindigkeit der Abtriebsrad-Zahnflanke - ob Stirn- oder Hohlrad - in m/s in gleichförmiger Drehung ist abhängig von der infolge der gewählten Untersetzung vorhandenen Abtriebsdrehzahl und dem gewählten Durchmesser des Abtriebs- Stirn- oder Hohlrad.

Ein Kreisschubgetriebe mit unterschiedlicher Kreisschubge schwindigkeit zur Abtriebsgeschwindigkeit bildet keine Funktionsbehinderung von Kreisschubgetrieben. Getriebe mit dieser Eigenart sind ausreichend hergestellt worden und monatelangen Dauertests unter Last ausgesetzt gewesen.

Wenn - wie vorhanden bei den ausgeführten Getrieben - die Kreisschubgeschwindigkeit der antreibenden Zahnradfläche größer ist als die der Zahnradfläche des Abtriebsrades, erfolgt beim Aufeinandertreffen der jeweiligen Flächen ein exentrischer Stoß oder Drehstoß und während der Zeit der Berührung sind die Geschwindigkeiten im Berührungspunkt gleich (Technische Mechanik, Band 3, Kinematik und Kinetik, S. 153). Es handelt sich dabei um einen elastischen Stoß mit der Stoßzahl k als Quotient der Geschwindigkeitsdifferenz vor und nach dem Stoß.

Der Stoßverlust zeigte sich als in Wärme umgesetzte Reibungs arbeit in einer Temperaturerhöhung des Getriebeöls, ferner in einem ansteigenden Getriebegeräusch bei gesteigerter dynamischer Belastung.

Mittels Neukonstruktion eines Versuchsgetriebes wurde die Abtriebsuntersetzung und der Durchmesser des Abtriebsrades so verändert, daß die Abtriebsumfangsgeschwindigkeit gleich ist wie die Kreisschubgeschwindigkeit.

Damit treffen jetzt die Zahnflächen des kreisschiebenden Antriebsrades auf die Zahnflächen des Abtriebsrades ohne Stoß.

Das Ergebnis ist eine geringere Getriebeölerwärmung und ein geringeres Getriebegeräusch.

Claims

Kreisschubgetriebe mit einem Hohlrad mit einer Innen verzahnung, einem Stirnrad mit einer Außenverzahnung und mindestens drei Parallelkurbeln, wobei eines der Zahn räder durch die Parallelkurbeln eine drehungsfreie kreisförmige Schiebebewegung erfährt und das andere Zahnrad um eine ortsfeste Achse drehbar ist und mit dem ersten Zahnrad in Eingriff steht Ober parallel flächige Zahnpaare, dadurch gekennzeichnet, daß die Umfangsgeschwindigkeit der Kreisschubbewegung an den Flächen der Antriebszähne gleich dem Mittelwert der Umfangsgeschwindigkeit an den Flächen der Abtriebs zähne ist.