DE2120897A1

DE2120897A1 - Getriebe

Info

Publication number: DE2120897A1
Application number: DE19712120897
Authority: DE
Inventors: der Anmelder. F16h 1-32 ist
Original assignee: MCCARTIN J
Current assignee: MCCARTIN J
Priority date: 1970-05-01
Filing date: 1971-04-28
Publication date: 1971-11-18
Also published as: US3597990A; GB1315947A

Description

PATENTANWÄLTE 89 Augsburg, 27o April 1971

DR. WERNER KRUSE

^_n F^·.—ιτ-γ.·ι·ιγ-γ. Deutsche Bank Augsburg 0637827

DR. DIETER LAUER Stadisparkasse Augsburg 0711671 Postscheckkonto > München 1152 86

Joseph P. McCartin 43-39, 158th Street Flushing/New York (USA)

Getriebe

Die Erfindung betrifft ein Getriebe mit einem Antriebsdrehteil mit einer kreisförmig konkaven Oberfläche und mit einem darin eingeschnittenen kreisförmig konkaven Gewinde, in dessen Gewinderillen Nocken eines Abtriebsdrehteiles eingreifen, wobei die Nocken radial und mit Abstand auf dem Umfang des Abtriebsdrehteiles angeordnet sind. Derartige Getriebe finden Verwendung in Präzisionswerkzeugmaschinen. Konventionelle Untersetzungsgetriebe, wie sie in Maschinen gebraucht werden, erzeugen in vielen Fallen aufgrund der mechanischen Abnutzung und der Reibung zwischen ineinandergreifenden Teilen übermäßige Wärme. Darüberhinaus nimmt die Genauigkeit bei konventionellen Untersetzungsgetrieben infolge mechanischer Abnutzung aufgrund des bei ihrem Betrieb erforderlichen Spiels ab; hierdurch wird eine unerwünschte Zunahme des Flankenspielraums zwischen den Antriebsteilen hervorgerufen. Der übermäßigen Abnutzung der ineinandergreifenden Teile unterliegen insbesondere solche Getriebe, wie sie in Vorrichtungen, die große Kraftübertragung erfordern, verwendet werden.

Die Erfindung hat sich daher die Aufgabe gestellt, die Mangel bei den bekannten Getrieben zu vermeiden. Dies gelingt gemäß der Erfindung dadurch, daß die Achsen von je zwei benachbarten Nocken derart aufeinander zu versetzt sind, daß diese an gegenüberliegenden Flanken der Gewinderillen anliegen. "

Dadurch, daß das Antriebsdrehteil ein kreisförmig konkaves Profil innerhalb eines Außenradius aufweist, der dem

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. Radius des Abtriebsdrehteiles entspricht, steht eine Viel- " " zahl von Nocken stetig mit dem kreisförmig konkav profilierten Gewinde des Antriebsdrehteiles in Eingriff, so daß hohe Drehmomente übertragen werden können. Infolge der leicht außermittigen Anordnung der Achsen der Nocken zur Achse des Abtriebsdrehteiles liegen je zwei benachbarte Nocken dicht an den gegenüberliegenden Flanken aufeinanderfolgender Gewinderillen an, Der Durchtrieb erfolgt daher, ganz gleich in welcher Drehrichtung, ohne jegliches Spiel oder toten Gang. Die Erfindung stellt eine Verbesserung gegenüber den Getrieben nach den US-Patentschriften 3 495 470 und 3 477 fe dar.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand von Unteransprüchen.

Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt. Es zeigt

Fig. 1 eine Draufsicht auf das erfindungsgemäße Getriebe,

Fig. 2 einen Schnitt entlang der Linie 2-2 der Fig. 1, und

Figo 3 eine Draufsicht auf eine andere Ausführungsform.

Gemäß Fig. 1 und 2 ist auf einem Untergestell 10 ein Antriebsdrehteil gelagert, welches aus einem Gewinderad 21 besteht, das auf einer Antriebswelle 11 befestigt ist. Die Welle 11 ist mittels Zapfen durch Lager 30 und 31 geführt, ■ welche in parallel mit Abstand zueinander verlaufenden Achslagerböcken 12 und 14 angeordnet sind. Das G-ewinderad 21 besteht aus Endflanschen 15 /und 25 und einer dazwischen angeordneten, einstückig damit verbundenen Nabe 20, die ein kreisförmig konkaves Profil aufweist. Zwischen den Endflanschen 15 und 25 befindet sich auf der Oberfläche der Nabe 20 ein spiralförmiges Gewinde 22, welches einstückig aus dem Körper der Nabe 20 gebildet ist. '

Ein Nockenrad 27 ist rechtwinklig zu dem Gewinderad 21 drehbar auf einer Abtriebswelle 16 gelagert und mit.einer Vielzahl, von radial von dessen Umfang wegstehenden, mit Abstand, zueinander angeordneten, zahnartigen Nocken 13 versehen, .die in Eingriff mit den Profil-Schlitzen stehen, die zwischen benachbarten Segmanten des Gewindes 22 ausgebildet'

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sind. Die Welle 16 ist- drehbar in einem Drucklager 19 gelagert, welches in einem Flansch 18 angeordnet ist, der an der Oberfläche des Untergestells 10 befestigt ist. Die Welle 16 rotiert um die vertikale Achse 26.

Die Nocken 13 können mittels (nicht gezeichneter) Buchsen oder Hollenlager um die Achslinien 23 drehbar in dem Nockenrad 27 gelagert sein, so daß sie frei drehbar sind, wenn sie in Berührung mit den Seiten der Profil-Schlitze des Gewindes stehen. Das konkave Profil des Gewinderades 21 ermöglicht den Nocken 13 maximal in die Profil-Schlitze zwischen benachbarten Segmenten des Gewindes 22 einzugreifen. Die Nabenoberfläche 20 eines jeden Schlitzes wird durch ein kreisförmiges Profil beschrieben, dessen Mittelpunkt mit der Achse 26 des Nockenrades 27 übereinstimmt. In gleicher Weise bildet das Profil der Umfangsflächen der Gewindesegmente 22 einen kreisförmigen Querschnitt, der seinen Mittelpunkt in der Achse 26 des Nockenrades 27 hat. Des weiteren werden die Nocken 13 in senkrechtem Eingriff zu den Oberflächen der Wabe 20 geführt, wodurch eine Ebene durch alle Achilinien 23 der Nocken 13 auch die Drehachse des Gewinderades 21 mit einschließt.,

Die Achslinien 23 der Nocken 13 konvergieren nicht zur Achse 26 des Nockenrades 27 hin, sondern sind leicht um einen kleinen parallelen Abstand von den zur Achse 26 hin konvergierenden radialen Achslinien 24 versetzt. Und zwar so, daß je zwei benachbarte Nocken 13 aufeinander zu bewegt werden, um in Eingriff mit den Seiten der Gewinderille zu tre- · ten. So sind z„Bc die Achsen der· Nocken 13A und 13B, die im unteren Teil der Fig. 1 gezeigt sind, leicht aufeinander zu verschoben und verlaufen parallel zu den wahren Achsen 24, welche zur Achse 26 des Nockenrades hin konvergieren. Der Betrag, um den versetzt wird, wird durch den Durchmesser der Nocken 13 und durch den Abstand oder den Spalt zwischen den Gewindegängen 22.bestimmt. Dadurch gelangen benachbarte Nocken 13G und 13D in Eingriff mit den gegenüberliegenden Wänden des Gewindesegments 22A ohne einen Spielraum zu las-' f£ sen, so daß das Nockenrad 27 bei der Bewegung des Gewinderades 21 keinen Flankenspielraum aufweist. Da benachbarte

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Nocken -in gegenüberliegende Wände des Gewindes eingreifen, drehen sich die Nocken darüberhinaus auf ihren.verschobenen Achsen 23 in verschiedene Richtungen, um einen reibungslosen Eingriff des Gewinderades zu ermöglichen.

In dem gezeigten Ausführungsbeispiel sind die Nocken 13 im Winkelabstand von 45° angeordnet, so daß bei jeder vollen Umdrehung des Rades 21 das Nockenrad 27 um 1/8 einer Umdrehung vorgerückt wird_o

I¹Ig₀ 3 zeigt eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wobei die Nocken 113 reibungslose Lager 117 aufweisen, die drehbar auf diesen gelagert sind, um mit entsprechenden Gewindeoberflächen in Berührung zu treten. Bei dieser speziellen Ausführungsform sind sechzehn Nocken am Nockenrad 127 angebracht. Die Achsen 123 von je zwei benachbarten Nocken 113 sind weg von den Achsen 124, die durch den Mittelpunkt 126 des Nockenrades 127 verlaufen, aufeinander zu verschoben. Somit rotieren die gezeigten Nocken um sechzehn verschiedene Mittelpunkte, die sich in gleichmäßigem Abstand vom Mittelpunkt 126 des Nockenrades befinden.

Bei dieser speziellen Ausführungsform stehen die Nokken 113 mit einem schrittweise arbeitenden Gewindeschaltrad 121 ähnlich dem in der US-Patentschrift 3 477 305 gezeigten in Eingriff. Das Rad 121 ist auf einer Antriebswelle 111 . montiert, die mittels Zapfen durch die Lager 130 und 131 geführt»ist, welche in parallel mit Abstand zueinander angeordneten Achslagerböcken 112 und 114 angeordnet sind. Das Gewinderad 121 besteht aus Endflanschen 115 und 125 und einer dazwischen angeordneten, einstückig,damit verbundenen Nabe 120, die ein kreisförmig konkaves Profil aufweist. Zwischen den Endflanschen 115 und 125 befindet sich auf der Oberfläche der Nabe 120 ein kontinuierlich arbeitendes Schrittschaltgewinde, welches Segmente 132, 133, 134 und 136 aufweist, die einstückig aus dem Körper der Nabe 120 gebildet sind. Bei jeder Umdrehung des Rades 121 werden die Nocken 113 mittels der Übergangszonen zwischen benachbarten Gewindegängen 132, 133, 134 und 136 zur nächstfolgenden Rille weitergeschaltet ο Die Versetzung der Achsen 123 eines

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jeden Paares benachbarter Nocken 113 hat zur Folge, daß diese in gegenüberliegende Wände der Gewindesegmente 132 bis 134 und 136 eingreifen, wobei der gewünschte Abrollspielraum gewährt wird unter Eliminierung jeglichen Flankenspielraumes des Nockenrades 127 während der Bewegung des Gewinderades 121. Zusätzlich ermöglichen die Lager 1.17, welche drehbar auf jedem der Nocken 113 angeordnet sind, eine reibungslose Bewegung bei der Berührung mit gegenüberliegenden Flächen der Gewindesegmente während sie sich in verschiedene Richtungen drehen. Die Nocken 113 und ihre beweglichen Hager 117 gelangen durch Ausgangs- und Eingangsschlitze und 140 in und außer Eingriff mit dem Schaltrad 121 unabhängig von dessen Drehrichtung.

Die obigen Ausführungsformen stellen eine wesentliche Verbesserung der in meinen oben angeführten Patentschriften gezeigten Getriebe dar, indem aufgrund der versetzten Achsen eine Vielzahl von verschiedenen Drehpunkten für die Nocken vorgesehen ist, so daß unerwünschtes Spiel eliminiert wird und Flankenspiel zwischen Antriebsrad und Abtriebsrad vermieden wird; dadurch wird die Wirkung von Fehlern im Bewegungsablauf auf ein absolutes Minimum herabgesetzt.

In den oben beschriebenen Ausführungsformen verläuft die Achse des Antriebsdrehteiles senkrecht zur Drehachse des Abtriebsdrehteiles ο Außerdem ist der Ort der Achse der kreisförmig konkaven Oberfläche des Antriebsdrehteiles koaxial zur Achse des Abtriebsdrehteiles.

Obwohl hier nur einige Ausführungsformen der Erfindung gezeigt und beschrieben wurden, kann die Erfindung selbstverständlich auf viele verschiedenen Weisen geändert und modifiziert werden, ohne vom Erfindungsgedanken und vom Rahmen der Erfindung abzuweichen.

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Claims

Patentansprüche ' ^:

(1. !Getriebe mit einem Antriebsdrehteil mit einer kreis-

rürmig konkaven Oberfläche und mit einem darin eingeschnit- ' tenen kreisförmig konkaven Gewinde, in dessen Gewinderillen Nocken eines Abtriebsdrehteiles eingreifen, wobei die Nokken radial und mit Abstand auf dem Umfang des Abtriebsdrehteiles angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Achsen (23, 123) von je zwei benachbarten Nocken (13, 113) derart aufeinander zu !^ersetzt sind, daß sie an gegenüberliegenden Planken aufeinanderfolgender Gewinderollen (20, 120) anliegen.
2. Getriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gewinde in dem Antriebsdrehteil' (21) eine gleichförmige, stetige Steigung aufweist.
3ο Getriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gewinde in dem Antriebsdrehteil (121) eine schrittförmig absatzweise Steigung aufweist.
4. Getriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Achsel (11, 111) des Antriebsdrehteiles (21, 121) rechtwinklig zur Achse (26, 126) des Abtriebsdrehteiles (27, 127) angeordnet ist.
5. Getriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Mittelpunkt der kreisförmig konkaven Oberfläche des Antriebsdrehteiles (21, 121) koaxial zur Achse (26, 126) des Abtriebsdrehteiles (27, 127) verläuft.
6. Getriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Nocken (13» 113) zusätzliche reibungslose Lager (117) für den Eingriff in die Gewinderillen (20, 120) aufweisen.
7. Getriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Achsen (24, 124) der Nocken (13» 113)

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entlang derselben Ebene verlaufen wie die Achse (11, 11) des Antriebsdrehteiles ( 21, 121).
8. Getriebe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sich die versetzten Achsen (23, 123) der Nocken (13, 113) um die Drehachse (26, 126) des Abtriebsdrehteiles schneiden.
9. Getriebe nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die versetzten Achsen (23, 123) der Nocken (13> 113) parallel zu den entsprechenden radialen Achsen (24, 124), die auf die Drehachse (26, 126) des Abtriebsdrehteiles (27, 127) zu konvergieren, verlaufen.

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