DE2400590A1 - ECCENTRIC GEAR - Google Patents
ECCENTRIC GEARInfo
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Description
ExzentergetriebeEccentric gear
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Exzentergetriebe mit einer Antriebswelle, einem zu einer kreisenden Bewegung angetriebenen Zahnrad und einem mit diesem in stetem Eingriff stehenden, nur zu drehender Bewegung gelagerten Abtriebsrad, mit dem eine zur Antriebswelle koaxiale Abtriebswelle gekoppelt ist.The present invention relates to an eccentric gear with a Drive shaft, a gear driven to a circular motion and one with this in constant engagement, only output gear mounted for rotating movement, with which an output shaft coaxial with the drive shaft is coupled.
Solche Getriebe sind dem Fachmann zum Beispiel unter der Bezeichnung ACBAR-Getriebe bekannt und finden sich unter anderem beschrieben in Hugo Klein: "die Planetenrad-Umlaufrädergetriebe" (Karl Hanser Verlag, München,1962), Seiten 33 und 104.Such transmissions are known to the person skilled in the art, for example, under the name ACBAR gearboxes are known and can be found, among other things, in Hugo Klein: "The planetary gearboxes" (Karl Hanser Verlag, Munich, 1962), pages 33 and 104.
Bei Gleichachsigkeit von Antriebs- und Abtriebswelle, geringem Raumbedarf und zahnradarmem Aufbau sind diese Getriebe dafür bekannt, dass sie sehr hohe Untersetzungsverhältnisse zwischen Antrieb und Abtrieb in der Grössenordnung von praktisch mehreren Tausend zu eins zulassen. Das heisst, dass die Drehzahl der Antriebswelle bis zu mehreren tausend-Mal grosser sein kann, als die Drehzahl des Abtriebsrades und dies in einer einzigen Getriebestufe. Dabei soll im vorliegendem Zusammenhang unter einer "Getriebestufe" die Getriebeverbindung von der Antriebswelle bisIf the drive and output shafts are aligned, space requirements are low and the structure is low in gears, these gears are there for it known that they have very high reduction ratios between drive and output in the order of magnitude of practically several Allow a thousand to one. This means that the speed of the drive shaft can be up to several thousand times greater than the speed of the driven gear and this in a single gear stage. In the present context, under a "Gear stage" the gear connection from the drive shaft to
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zum Abtriebsrad, d.h. bis zur Abtriebswelle, verstanden werden.to the output gear, i.e. up to the output shaft.
Durch Serieschaltung mehrerer solcher Getriebestufen sind dementsprechend ohne weiteres Untersetzungsverhältnisse von mehreren 10 :1 möglich. Daraus ergibt sich, dass solche Getriebe besonders zum Antrieb von langsam laufenden und eines verhältnismässig hohen Drehmomentes bedürfenden Arbeitsmaschinen mittels schnell laufender - d.h. kleiner - Motoren geeignet sind.By connecting several such gear stages in series, they are accordingly Reduction ratios of several 10: 1 possible without further ado. It follows that such gearboxes are special for driving slow running machines that require a relatively high torque by means of fast running - i.e. small - engines are suitable.
Bei den bekannten Getrieben dieser Art ist jedoch das an dem Abtriebsrad abgreifbare Drehmoment aus konstruktiven Gründen gerade bei hohen Untersetzungsverhältnissen der Drehzahlen nicht einmal annähernd gleich dem mit dem Untersetzungsfaktor multiplizierten Antriebsdrehmoment, so dass die bekannten Getriebe zwangsläufig entweder antriebsseitig überdimensioniert oder aber nicht imstande sind, im Vergleich zum Antriebsdrehmoment ein etwa um den Untersetzungsfaktor grösseres Abtriebsdrehmoment zu liefern.In the known transmissions of this type, however, the torque that can be tapped off at the output gear is straight for structural reasons with high reduction ratios of the speeds not even approximately the same as that with the reduction factor multiplied drive torque, so that the known gearbox inevitably either overdimensioned on the drive side or they are unable to achieve an output torque that is approximately the reduction factor greater than the drive torque to deliver.
Diese Nachteile sind auf verschiedene Gründe zurückzuführen, von denen hier nur einige erwähnt seien. Bei bekannten Getrieben treibt ein eingangsseitiger Exzenter eine aus zwei Planetenrädern mit verschiedener Zähnezahl bestehende Planetenstufe an. Die kreisende Bewegung beider meist als Doppelrad einstückig ausgebildeten Planetenräder hat demnach dieselbe Umlaufzahl wie die Antriebsdrehzahl der Antriebswelle. Somit ist auch die Eingriff sgeschwindigkeit oder die "Zahnwechselfrequenz11 des zweiten Planetenrades, das mit dem Abtriebsrad kämmt, sozusagen dieselbe, wie die Eingriffsgeschwindigkeit oder "Zahnwechselfrequenz" des ersten Planetenrades, das mit einem antriebsseitigen, meist feststehenden Sonnenrad im Eingriff steht. Je höher indessen die Geschwindigkeit ist, mit der die Zähne der einen Verzahnung ihren Eingriff mit Zähnen der anderen Verzahnung wechseln, umso höher ist die bei wachsendem, zu übertragendem Drehmoment entstehendeThese disadvantages are due to various reasons, only a few of which are mentioned here. In known transmissions, an eccentric on the input side drives a planetary stage consisting of two planetary gears with different numbers of teeth. The circular movement of both planetary gears, which are usually designed in one piece as a double gear, accordingly has the same number of revolutions as the drive speed of the drive shaft. Thus, the meshing speed or the "tooth change frequency 11 of the second planetary gear that meshes with the output gear is, so to speak, the same as the meshing speed or" tooth change frequency "of the first planetary gear that meshes with a drive-side, mostly stationary sun gear The speed at which the teeth of one toothing change their engagement with the teeth of the other toothing, the higher is the torque that is to be transmitted as the torque increases
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Verlustwärme. Dieser Umstand setzt, wie der Fachmann weiss, die Schmierung und damit die Funktionstüchtigkeit des Getriebes überhaupt
in Frage, so dass wohl gesagt werden kann, dass das abtriebsseitig abnehmbare Drehmoment unter anderem auch von der
Erwärmung abhängt bzw. begrenzt ist.Heat loss. As a person skilled in the art knows, this fact calls into question the lubrication and thus the functionality of the gearbox, so that it can be said that the torque that can be removed on the output side is also dependent on the
Warming depends or is limited.
Im weiteren ist es bekannt, dass gerade bei der Uebertragung
hoher Drehmomente durch Verzahnungen Reaktionskräfte entstehen, die rechtwinklig zu den Dreh- bzw. Umlaufachsen der Verzahnungen
stehen, und die bestrebt sind, die Verzahnungen ausser Eingriff zu drängen. Bei den bekannten Getrieben der im vorangehenden
Abschnitt beschriebenen Art werden diese Reaktionskräfte einerseits vom exngangsseitxgen (einzigen) Exzenter aufgenommen,
andererseits vom exngangsseitxgen und vom ausgangsseitigen
Sonnenrad bzw. dem Lager des letzteren. Während dieses Lager
praktisch sehr massiv dimensioniert werden kann und somit keine Schwierigkeit bietet, entstehen bei der Bemessung des Exzenters
bzw. dessen Lagerung besondere Schwierigkeiten. Dieser muss
einerseits in seiner Länge so bemessen werden, dass er sich durch beide Planetenräder, also auch durch das zweite, mit dem abtriebsseitigen
Sonnenrad im Eingriff stehende Planetenrad hindurch erstreckt. Dies führt dazu, dass der Exzenter an seinen
beiden Enden gelagert sein muss, wobei für'die Lagerung des der Abtriebsseite zugekehrten Endes des Exzenters praktisch nur die
Nabe des abtriebsseitigen Sonnenrades zur Verfügung steht. Dabei kann der in dieser Nabe gelagerte Wellenstummel an diesem
Ende des Exzenters aus konstruktiven Gründen bestenfalls einen
Durchmesser aufweisen, der dem Durchmesser des Exzenters selbst minus dem doppelten Mass dessen Exzentrizität entspricht. Daraus
ergibt sich, dass einerseits der Exzenter eine Mindestlänge nicht unterschreiten und andererseits der Durchmesser des zur Lagerung
des zur Abtriebsseite zugekehrten Endes des Exzenters dienenden Wellenstummels ein verhältnismässig bescheidenes Mass nicht
überschreiten kann. Beide Faktoren erniedrigen aber die zulässigeIt is also known that during the transmission
High torques due to toothing create reaction forces that are at right angles to the axes of rotation or circumferential axes of the toothing, and which strive to force the toothing out of engagement. In the known transmissions of the preceding
In the type described in section, these reaction forces are absorbed on the one hand by the (single) eccentric on the exit side,
on the other hand from the exit side and the exit side
Sun gear or the bearing of the latter. During this camp
can practically be dimensioned very massive and thus presents no difficulty, particular difficulties arise in the dimensioning of the eccentric or its storage. This must
on the one hand, be dimensioned in its length in such a way that it extends through both planet gears, that is to say also through the second planet gear which meshes with the output-side sun gear. This leads to the fact that the eccentric at his
must be supported at both ends, with practically only the hub of the output-side sun gear being available for the support of the end of the eccentric facing the output side. The stub shaft mounted in this hub can be attached to it
At best, one end of the eccentric for structural reasons
Have a diameter that corresponds to the diameter of the eccentric itself minus twice the amount of its eccentricity. This means that, on the one hand, the eccentric does not fall below a minimum length and, on the other hand, the diameter of the shaft stub serving to support the end of the eccentric facing the output side is not a relatively modest dimension
can exceed. However, both factors lower the permissible
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radiale Belastbarkeit des Exzenters durch die oben genannten Reaktionskräfte oder - mit anderen Worten - setzen ebenfalls eine obere Grenze für das praktisch durch das Getriebe übertragbare Drehmoment. Abgescherte Wellenstummel an Exzentern von überlasteten Getrieben dieser Art sind ein beredtes Zeugnis für diese Darlegungen.radial load capacity of the eccentric due to the above-mentioned reaction forces or - in other words - also set an upper limit for the torque that can practically be transmitted through the transmission. Sheared shaft stubs on eccentrics of overloaded transmissions of this kind are eloquent testimony to these statements.
Die vorliegende Erfindung bezweckt somit die Schaffung eines Getriebes der eingangs genannten Art, bei dem diese nachteiligen Eigenschaften weitgehend vermieden sind, und bei dem bei vergleichbarer Baugrösse und vergleichbarem Untersetzungsverhältnis ein vielfach höheres Abtriebsdrehmoment möglich ist.The present invention thus aims to create a transmission of the type mentioned at the outset, in which these are disadvantageous Properties are largely avoided, and with a comparable size and a comparable reduction ratio a much higher output torque is possible.
Dieser Zweck wird erfindungsgemäss dadurch erreicht, dass das kreisende Zahnrad auf mehreren unter sich gleichen Exzentern gelagert ist, deren Drehachsen in gleichen Abständen von der Drehachse der Antriebswelle und parallel zu dieser angeordnet sind, und die von dieser über eine Untersetzungsstufe gleichsinnig und mit gleicher Umlaufszahl angetrieben sind.This purpose is achieved according to the invention in that the orbiting gear is mounted on several equal eccentrics, the axes of rotation at equal distances from the The axis of rotation of the drive shaft and are arranged parallel to it, and that of this via a reduction stage in the same direction and are driven with the same number of revolutions.
Dabei kann die Untersetzungsstufe mehrere von einem an der Antriebswelle vorhandenen weiteren Exzenter zu einer kreisenden Bewegung angetriebene, unter sich gleiche, achsparallele, in Abständen voneinander und in gleichen Abständen von der Mitte des weiteren Exzenters angeordnete Kreisverzahnungen aufweisen, die in stetem Eingriff mit je einem nur zu drehender Bewegung gelagerten Zahnrad stehen, wobei diese unter sich achsparallelen und unter sich gleichen Zahnräder je einen der unter sich gleichen, das kreisende Zahnrad antreibenden Exzenter antreiben. Diese Ausführungsform ist wohl platzsparend, bedarf aber eines etwas höheren Aufwandes.In this case, the reduction stage can convert several from a further eccentric present on the drive shaft to a circling one Movement driven, equal among themselves, axially parallel, at distances from each other and at equal distances from the center the further eccentric have arranged circular gears, which are in constant engagement with one gear only to be rotated, whereby these are axially parallel to each other and gear wheels that are identical to one another each drive one of the eccentrics that are identical to one another and drive the rotating gear wheel. This embodiment is space-saving, but it requires one slightly higher effort.
Bei einer anderen Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Untersetzungsstufe ein auf der Antriebswelle sitzendes Ritzel aufweist,Another embodiment provides that the reduction stage has a pinion seated on the drive shaft,
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das in stetem Eingriff mit mehreren, unter sich gleichen, achsparallelen und bezüglich der Antriebswelle radial versetzten Stirnrädern steht, von denen jedes mit einem der unter sich gleichen, das kreisende Zahnrad antreibenden Exzenter verbunden ist.that in constant engagement with several, mutually identical, axially parallel and with respect to the drive shaft is radially offset spur gears, each of which with one of the below same, the rotating gear driving eccentric is connected.
Diese Ausführungsform ist bezüglich Aufwand günstiger, lässt aber bei gegebenen Platzverhältnissen nur ein kleineres Untersetzungsverhältnis zwischen der Drehzahl der Antriebswelle und jener der das kreisende Zahnrad antreibenden Exzentern zu.This embodiment is cheaper in terms of effort but with the given space only a smaller reduction ratio between the speed of the drive shaft and that of the eccentrics driving the rotating gear.
Ist ein grösseres Untersetzungsverhältnis für die Untersetzungsstufe erwünscht, kann an die Stirnräder, die mit dem antriebsseitigen Ritzel kämmen, je ein Zwischenexzenter angeformt sein, auf denen seinerseits eine der unter sich gleichen, achsparallelen Kreisverzahnungen drehbar gelagert sind, wie dies bei der zuerst erwähnten Untersetzungsstufe der Fall war.Is a larger reduction ratio for the reduction stage desired, an intermediate eccentric can be formed on each of the spur gears that mesh with the drive-side pinion, on which, in turn, one of the axially parallel circular gears that are the same are rotatably mounted, as is the case with the the first mentioned reduction stage was the case.
Um die genannten Reaktionskräfte zwischen dem kreisenden Zahnrad und dem mit diesem in Eingriff stehenden Abtriebsrad noch besser zu kompensieren, bevor sie vom Lager der Exzenter aufgenommen werden müssen, ist es zweckmässig, wenn die das kreisende Zahnrad antreibenden Exzenter wenigstens zwei, axial aufeinanderfolgende, in bezug aufeinander um 180° verdrehte Abschnitte gleicher Exzentrizität bezüglich ihrer Drehachse aufweisen, wobei das kreisende Zahnrad in ebensoviele Radscheiben unterteilt ist, wie jeder Exzenter Abschnitte aufweist, und wobei jede der Radscheiben auf zugeordneten Abschnitten dieser Exzenter gelagert ist.To the mentioned reaction forces between the rotating gear and the driven gear engaged with it to compensate better before they have to be taken up by the camp of the eccentric, it is useful if the circling Gear driving eccentric at least two, axially successive, with respect to each other rotated by 180 ° have the same eccentricity with respect to their axis of rotation, the rotating gear being divided into the same number of wheel disks is how each eccentric has sections, and each of the wheel disks is mounted on associated sections of this eccentric is.
Die Erfindung ist in der nachfolgenden Beschreibung an Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigt:The invention is based on exemplary embodiments in the following description explained with reference to the drawing. It shows:
Fig. 1: das Getriebeschema einer Ausführungsform,Fig. 1: the transmission diagram of an embodiment,
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Fig. 2: einen Schnitt durch eine Ausführungsform, dieFig. 2: a section through an embodiment that
im Prinzip nach dem Schema der Fig. 1 aufgebaut ist, wobei jedoch die antriebsseitigen Verzahnungen drei Teile und das kreisende Zahnrad zwei Radscheiben aufweisen,is constructed in principle according to the scheme of FIG. 1, but with the toothing on the drive side have three parts and the rotating gear has two wheel disks,
Fig. 3: einen Schnitt durch eine weitere Ausführungsform, die insgesamt zwei Getriebestufen im zuvor definierten Sinne aufweist,3: a section through a further embodiment, which has a total of two gear stages in the previously defined sense,
Fig. 4-7: je einen Schnitt längs der Linien IV-IV, V-V, VI-VI bzw. VII-VII der Fig. 3 undFig. 4-7: one section each along the lines IV-IV, V-V, VI-VI and VII-VII of FIGS. 3 and
Fig. 8: ein Getriebeschema einer weiteren Ausführungsform, deren Untersetzungsstufe eines verhältnismässig geringen Aufwandes bedarf.8: a transmission diagram of a further embodiment, whose reduction level requires relatively little effort.
Beim Schema der Fig. 1 ist eine Antriebswelle 10 bei 11 drehbar gelagert und weist einen als Kurbel eingezeichneten Antriebsexzenter 12 auf. Auf dem Exzenter 12 ist eine, die antriebsseitigen Verzahnungen tragende Platte 13 drehbar gelagert, in der mehrere (im Schema der Fig. 1 sind zwei eingezeichnet) unter sich gleiche achsparallele und in gleichen Abständen von der Mitte des Exzenters 12 angeordnete Innenverzahnungen 14, 15 ausgebildet sind. Mit jeder der Innenverzahnungen 14, 15 steht ein aussenverzahntes Zahnrad 16 bzw. 17 in stetem Eingriff, dessen Wälzkreisdurchmesser gleich dem um den doppelten Betrag der Exzentrizität des Exzenters 12 verminderten Wälzkreisdurchmesser der Innenverzahnungen 14 bzw. 15 entspricht. Jedes der Zahnräder 16, 17 sitzt auf einer in einer ortsfesten Lagerplatte 20 drehbar gelagerten Welle 18 bzw. 19. In dieser Lagerplatte 20 ist auch ein an der dieser zugekehrten Seite des Exzenters 12 vorhandener Wellenstummel 21 koaxial zur Antriebswelle 10 gelagert. An jeder der Wellen 18, 19 ist ein weiterer (hier ebenfalls als Kurbel gezeichneter ( Exzenter 22 bzw. 23 ausgebildet und diese Exzenter sind ihrerseits drehbar in einem aussenverzahnten Zahnrad 24In the diagram of FIG. 1, a drive shaft 10 is rotatably mounted at 11 and has a drive eccentric shown as a crank 12 on. On the eccentric 12, a plate 13 carrying the teeth on the drive side is rotatably mounted, in which several (In the diagram of FIG. 1, two are shown) which are axially parallel to each other and at the same distance from the center of the eccentric 12 arranged internal gears 14, 15 are formed. With each of the internal gears 14, 15 there is an externally toothed one Gear 16 or 17 in constant engagement, whose pitch circle diameter is equal to twice the amount of eccentricity of the Eccentric 12 corresponds to the reduced pitch circle diameter of the internal gears 14 and 15, respectively. Each of the gears 16, 17 is seated on a shaft 18 or 19 rotatably mounted in a stationary bearing plate 20. In this bearing plate 20 there is also a on the This facing side of the eccentric 12 of the existing shaft stub 21 is mounted coaxially to the drive shaft 10. To each of the Shafts 18, 19 is another one (also shown here as a crank (Eccentrics 22 or 23 are formed and these eccentrics are in turn rotatable in an externally toothed gear 24
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drehbar gelagert. Dieses steht in stetem Eingriff mit einem innenverzahnten Abtriebsrad 25 (Hohlrad), das seinerseits an dem einen Ende einer bei 27 gelagerten Abtriebswelle 26 sitzt.rotatably mounted. This is in constant engagement with an internally toothed output gear 25 (ring gear), which in turn is on one end of an output shaft 26 mounted at 27 is seated.
Führt nun die Platte 13 und mit ihr die Innenverzahnungen 14, 15 einen Umlauf aus, so ergibt diese an den Zahnrädern 16, 17 eine (in vorliegendem Falle entgegengesetzt gerichtete) Drehung um einen Winkel, der der Zähnezahldifferenz zwischen der (grösseren) Zähnezahl der Innenverzahnungen 14, 15 und der (kleineren) Zähnezahl der Zahnräder 16, 17 entspricht. Besitzt beispielsweise jede der Innenverzahnungen 14, 15 dreissig Zähne und jedes der Zahnräder 16, 17 deren fünfundzwanzig, so führt für jede Umdrehung des Exzenters, d.h. für jeden Umlauf der Innenverzahnungen 14, 15, jedes Zahnrad 16, 17 einen Fünftel einer Umdrehung aus. Dementsprechend drehen auch die Exzenter 22, 23 mit einer entsprechend untersetzten Drehzahl und dasselbe gilt für die Umlaufzahl des kreisenden Zahnrades 24. Eine abermalige, ähnliche Untersetzung, in diesem Falle ohne Umkehrung der Drehrichtung, ergibt sich zwischen dem kreisenden Zahnrad 24 und dem Abtriebsrad 25.Now guides the plate 13 and with it the internal teeth 14, 15 from one revolution, this results in a rotation at the gears 16, 17 (in the present case oppositely directed) by an angle equal to the difference in the number of teeth between the (larger) number of teeth of the internal gears 14, 15 and the (smaller) number of teeth of the gears 16, 17 corresponds. For example, each of the internal gears 14, 15 has thirty Teeth and each of the gears 16, 17 of which twenty-five, then leads for each revolution of the eccentric, i.e. for each revolution of the internal gears 14, 15, each gear 16, 17 from a fifth of a revolution. The eccentrics also rotate accordingly 22, 23 with a correspondingly reduced speed and the same applies to the number of revolutions of the rotating gear 24. Another, Similar reduction, in this case without reversing the direction of rotation, results between the rotating gear 24 and the output gear 25.
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Daraus folgt, dass die Zahnwechselfrequenz zwischen dem kreisenden Zahnrad 24 und dem Abtriebsrad 25 um dön Untersetzungsfaktor zwischen den antriebsseitigen Verzahnungen 14, 15 und den antriebsseitigen Zahnrädern 16, 17 kleiner ist. Ebenso folgt aus den oben gemachten Darlegungen, dass die Baulänge sowohl des Exzenters 12 als auch der Exzenter 22, 23 extrem kurz bemessen werden kann, was dem Getriebe ein Höchstmass an Stabilität verleiht, und dieses darüberhinaus zur Uebertragung höchster Drehmomente geeignet macht.It follows that the tooth change frequency between the gyrating Gear 24 and the output gear 25 by the reduction factor between the drive-side toothings 14, 15 and the drive-side gears 16, 17 is smaller. It also follows from the explanations given above that the overall length of both the Eccentric 12 and eccentric 22, 23 can be made extremely short, which gives the transmission a high degree of stability, and this also makes it suitable for the transmission of extremely high torques.
Allgemein kann das Untersetzungsverhältnis für ein Getriebe gemäss Fig. 1 nach folgender Formel berechnet werden:In general, the reduction ratio for a gearbox according to Fig. 1 can be calculated using the following formula:
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rades (in Fig. 1:25).rades (in Fig. 1:25).
Ist einer der Ausdrücke (S, - P,) oder (S„ - P») kleiner als 0, d.h. sind die antriebsseitigen Kreisverzahnungen oder das kreisende Zahnrad innenverzahnt, wird das Üntersetzungsverhältnis negativ, es erfolgt mithin eine Umkehr der Drehrichtung. Sind beide Ausdrücke (S, - P,) und (S2 - P2) kleiner als 0, ist lediglich die Drehrichtung der Wellen 18, 19 bzw. die Umlaufrichtung der Exzenter 22, 23 entgegengesetzt zur Drehrichtung der Antriebswelle 10 bzw. Abtriebswelle 26.If one of the expressions (S, - P,) or (S "- P") is less than 0, ie if the circular gears on the drive side or the rotating gear are internally toothed, the transmission ratio becomes negative and the direction of rotation is reversed. If both expressions (S, - P,) and (S 2 - P 2 ) are less than 0, only the direction of rotation of the shafts 18, 19 or the direction of rotation of the eccentrics 22, 23 is opposite to the direction of rotation of the drive shaft 10 or output shaft 26 .
Bei der in Fig. 2 dargestellten Ausführungsform sind für Bestandteile, die dieselbe Funktion wie in Fig. 1 haben, die gleichen Bezugszeichen gewählt. Während bei der Darstellung der Fig. '2 der besseren Uebersichtlichkeit wegen lediglich Gleitlager eingezeichnet sind, versteht es sich, dass zwischen allen in bezug aufeinander drehbaren Teile auch Wälzlager, z.B. Rollen-, Nadeloder Kugellager vorhanden sein können. Man erkennt in Fig. 2 die bei 11 in einem Gehäuseteil 28 drehbar gelagerte AntriebswelleIn the embodiment shown in Fig. 2 are for components, which have the same function as in FIG. 1 have been given the same reference numerals. While in the representation of FIG for the sake of clarity, only plain bearings are drawn in, it goes without saying that between all of them in relation to Rotating parts can also be roller bearings, e.g. roller, needle or ball bearings. One recognizes in Fig. 2 the at 11 in a housing part 28 rotatably mounted drive shaft
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_ Q —_ Q -
10, die einstückig mit einem Antriebsexzenter 12 ausgebildet ist. Der Antriebsexzenter 12 weist drei axial aufeinanderfolgende Abschnitte 29, 30 und 31 auf, die in bezug aufeinander um 180° verdreht angeordnet sind, und die alle dieselbe Exzentrizität e^ von der gemeinsamen Drehachse 40 der Antriebswelle 10 aufweisen. Der Abschnitt 30 des Antriebsexzenters 12 weist die doppelte Länge der Abschnitte 29 bzw. 31 auf. Die Platte 13, die drehbar auf dem Antriebsexzenter 12 gelagert ist, ist in drei Sgheiben 32, 33 und 34 unterteilt und jede dieser Scheiben ist auf einem der Abschnitte 29-31 des Antriebsexzenters drehbar gelagert. In jeder dieser Scheiben ist ein Teil der antriebsseitigen Verzahnungen 14 und 15 angeordnet, wobei diese Teile mit 14', 14", 14"' und 15', 15", 15'" bezeichnet sind. Die Teile 14I-14"1 und Ιδ'-ΐδ1" stehen in stetem, diametral gegenüberliegenden Eingriff mit den zugeordneten antriebsseitigen Zahnrädern 16 bzw. 17, deren Wellen 18 und 19 besonders kräftig ausgebildet sind und in der an dem Gehäuseteil 28 angeflanschten Lagerplatte 20 drehbar gelagert sind. An den der Antriebswelle 10 zugekehrten Seiten tragen die Zahnräder 16, 17 Wellenstummel, die an der Innenseite des Gehäuseteils 28 drehbar gelagert sind. An dem in Fig. 2 rechts erscheinenden Ende der Welle 18 bzw. 19,ist einstückig mit dieser je.ein Exzenter 22 bzw. 23 ausgebildet, der ebenfalls zwei Abschnitte 35 und 36 bzw. 37 und 38 aufweist. Die Abschnitte der Exzenter und 23 sind ebenfalls axial aufeinanderfolgend und in bezug aufeinander ,um 180u verdreht anaeordnet und besitzen in bezug auf die Drehachse der Wellen 18 bzw. 19 dieselbe Exzentrizität e2· Die Abschnitte 35 und 37 sind drehbar in einer Radscheibe 24' gelagert, die Abschnitte 36 und 38 ebenfalls drehbar in einer Radscheibe 24", wobei die beiden Radscheiben 24' und 24" zusammen das kreisende Zahnrad 24 bilden, das seinerseits in stetem Eingriff mit dem Abtriebsrad 25 mit Innenverzahnung steht. Dieses Abtriebsrad sitzt auf der Abtriebswelle 26, die bei in einem andern Gehäuseteil 39 drehbar gelagert ist.10, which is formed in one piece with a drive eccentric 12. The drive eccentric 12 has three axially successive sections 29, 30 and 31 which are arranged rotated by 180 ° with respect to one another and which all have the same eccentricity e ^ from the common axis of rotation 40 of the drive shaft 10. The section 30 of the drive eccentric 12 has twice the length of the sections 29 and 31, respectively. The plate 13, which is rotatably mounted on the drive eccentric 12, is divided into three Sgheiben 32, 33 and 34 and each of these discs is rotatably mounted on one of the sections 29-31 of the drive eccentric. A part of the drive-side toothings 14 and 15 is arranged in each of these disks, these parts being designated by 14 ', 14 ", 14"' and 15 ', 15 ", 15'". The parts 14 I -14 " 1 and Ιδ'-ΐδ 1 " are in constant, diametrically opposed engagement with the associated drive-side gears 16 and 17, the shafts 18 and 19 of which are particularly strong and in the bearing plate flanged to the housing part 28 20 are rotatably mounted. On the sides facing the drive shaft 10, the gears 16, 17 carry shaft stubs which are rotatably mounted on the inside of the housing part 28. At the end of the shaft 18 or 19 appearing on the right in FIG. 2, an eccentric 22 or 23 is formed in one piece with this, which likewise has two sections 35 and 36 or 37 and 38. The sections of the eccentrics and 23 are also arranged axially one behind the other and rotated by 180 u with respect to one another and have the same eccentricity e 2 with respect to the axis of rotation of the shafts 18 and 19, respectively. The sections 35 and 37 are rotatable in a wheel disk 24 ' stored, the sections 36 and 38 also rotatable in a wheel disk 24 ", the two wheel disks 24 'and 24" together form the rotating gear 24, which in turn is in constant engagement with the output gear 25 with internal teeth. This output gear is seated on the output shaft 26, which is rotatably mounted in another housing part 39 at.
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Bei der Ausführungsform der Fig. 2 haben die Reaktionskräfte zwischen den Verzahnungen lediglich eine Beanspruchung der Exzenter auf Abscherung zur Folge, ohne dass die Lager dieser Exzenter, so zum Beispiel das Lager bei 11 oder das Lager des Wellenstummels 21 bzw. die Lager der Wellen 18 und 19, einen nennenswerten Teil dieser Reaktionskräfte aufnehmen müssten. Auch für dieses Getriebe gilt bezüglich Untersetzungsverhältnis dieselbe Formel wie oben angegeben.In the embodiment of FIG. 2, the reaction forces have between the gears only results in the eccentric being subjected to shearing stress without affecting the bearings Eccentric, so for example the bearing at 11 or the bearing of the stub shaft 21 or the bearings of the shafts 18 and 19, one would have to absorb a significant part of these reaction forces. The reduction ratio also applies to this gear unit same formula as given above.
Während bei den Ausführungsformen der Fig. 1 und 2 jeweils nur zwei antriebsseitige Zahnräder bzw. zwei das abtriebsseitige Zahnrad antreibende Exzenter dargestellt sind, versteht es sich von selbst, dass die Raumausnützung bzw. die Belastbarkeit des Getriebes bei praktisch demselben Raumbedarf verbessert werden kann, wenn ein Satz von drei antriebsseitigen Verzahnungen bzw. ein Satz von drei das abtriebsseitige Zahnrad 24 antreibenden Exzentern vorgesehen würde. Zweckmässig wären diese antriebsseitigen Verzahnungen und die das abtriebsseitige Zahnrad treibenden Exzenter dann an den Ecken eines gleichseitigen Dreiecks anzuordnen.While in the embodiments of FIGS. 1 and 2 each only It is understood that two drive-side gears or two eccentrics driving the output-side gear are shown It goes without saying that the space utilization or the load capacity of the gearbox is improved with practically the same space requirement can be if a set of three drive-side toothings or a set of three the output-side gear 24 driving eccentrics would be provided. These gearings on the drive side and the gearings on the output side would be expedient Gear driving eccentric then to be arranged at the corners of an equilateral triangle.
Bei der Ausführungsform der Fig. 3-7 erkennt man die Kelle 10, . an die der Antriebsexzenter 12 anschliesst/ Der Antriebsexzenter 12 ist, wie bei der Ausführungsform der Fig. 1, drehbar in der Platte 13 gelagert, in der seinerseits die antriebsseitigen Verzahnungen 14 und 15 ausgebildet sind. Diese stehen in stetem Eingriff mit den antriebsseitigen Zahnrädern 16, 17, die an dem einen Ende von Wellen 18' bzw. 19'sitzen. An den andern Enden dieser Wellen 18' 19' sind Exzenter 22', 23' ausgebildet, die ihrerseits drehbar in einer Platte 42 gelagert sind. In dieser Platte 42 ist, wie auch aus Fig. 5 hervorgeht, eine Innenverzahnung 43 ausgebildet, die in stetem Eingriff mit einem aussenverzahnten Zahnrad 44 steht. Dieses aussenverzahnte Zahnrad 44 sitzt an dem einen Ende einer Welle 45, die als Ab-In the embodiment of FIGS. 3-7, the trowel 10 can be seen. to which the drive eccentric 12 is connected / the drive eccentric 12 is, as in the embodiment of FIG. 1, rotatable stored in the plate 13, in which the drive-side toothings 14 and 15 are formed. These stand in constant engagement with the drive-side gears 16, 17, which are seated at one end of shafts 18 'and 19', respectively. To the eccentrics 22 ', 23' are formed at the other ends of these shafts 18 '19', which in turn are rotatably mounted in a plate 42. In this plate 42, as can also be seen from FIG. 5, an internal toothing 43 is formed, which is in constant engagement with an externally toothed gear 44. This externally toothed Gear 44 sits at one end of a shaft 45, which is used as a
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triebswelle einer ersten Getriebestufe und zugleich als Antriebswelle einer zweiten Getriebestufe angesehen werden kann.drive shaft of a first gear stage and at the same time as drive shaft a second gear stage can be viewed.
Bei der bis hier beschriebenen Getriebestufe der Ausführungsform der Fig. 3-7 ist die Platte 42 innenverzahnt und das Zahnrad 44 aussenverzahnt. Dementsprechend ist auch die Drehrichtung der Welle 45 dieselbe wie jene der Antriebswelle 10. An die Welle schliesst ein an diese angeformter Exzenter 46 an, der drehbar in einer weiteren Platte 47 gelagert ist (vgl. Fig. 6) und diese zu einer kreisenden Bewegung antreibt. In der Platte 47 sind zwei Innenverzahnungen 48, 49 ausgebildet, die ihrerseits in stetem Eingriff mit zwei Zahnrädern 52 bzw. 51 stehen, welche an dem einen Ende-von drehbar gelagerten Wellen 52, 53 sitzen. An dem anderen Ende dieser beiden Wellen 52, 53 sitzen, wiederum einstückig an diesen angeformt (vgl. Fig. 7) ,je ein Exzenter 54 bzw. 57, und beide Exzenter sind drehbar in einem kreisenden Zahnrad 56 gelagert. Dieses kreisende, aussenverzahnte Zahnrad steht in stetigem Eingriff mit dem Abtriebsrad 25, an das, wie bei den übrigen Ausführungsformen, die Abtriebswelle 26 unmittelbar anschliesst. Ausser der Lagerplatte 20, die zur Lagerung der Wellen 18', 19' und des Wellenstummel 21 am Antriebsexsenter 12 dient, sind bei dieser Ausführungsform zwei weitere, allerdings nur schematisch angegebene Lagerplatten 58, 59 vorhanden, in denen die Welle 45 sowie an die Zahnräder 50, 51 anschliessende Wellenstummel (nicht bezeichnet) bzw. die Wellen 52, 53 drehbar gelagert sind. An der Lagerplatte 59 ist ausserdem ein Lagerfortsatz 60 ausgebildet, in dem ein im Innern des Hohlrades 25 angeformter Wellenstummel 57 drehbar gelagert ist.In the gear stage of the embodiment described so far 3-7, the plate 42 is internally toothed and the gear 44 is externally toothed. The direction of rotation is accordingly Shaft 45 is the same as that of drive shaft 10. An eccentric 46 integrally formed on the shaft adjoins the shaft and is rotatable is mounted in a further plate 47 (see. Fig. 6) and drives this to a circular movement. In plate 47 there are two Internal gears 48, 49 formed, which in turn in steady Engage with two gear wheels 52 and 51, which are seated at one end of rotatably mounted shafts 52, 53. To the the other end of these two shafts 52, 53 sit, in turn integrally formed on them (see. Fig. 7), each with an eccentric 54 or 57, and both eccentrics are rotatably mounted in a rotating gear 56. This rotating, externally toothed gear is stationary in continuous engagement with the output gear 25, to which, as in the other embodiments, the output shaft 26 directly connects. Except for the bearing plate 20, which is used to support the shafts 18 ', 19' and the shaft stub 21 on the drive eccentric 12 serves, there are two more in this embodiment, however only schematically indicated bearing plates 58, 59 are present, in which the shaft 45 and the gears 50, 51 adjoining Stub shafts (not designated) or the shafts 52, 53 are rotatably mounted. There is also a bearing extension on the bearing plate 59 60 formed, in which a shaft stub 57 formed in the interior of the ring gear 25 is rotatably mounted.
Aus dem Gesagten ergibt sich, dass die Ausführungsform in Fig. eine praktisch aus zwei Getriebestufen bestehende Untersetzungsstufe aufweist, wobei die erste von der Antriebswelle 10 bis zur Welle 45 und die zweite von der Welle 45 bis zu den Wellen 52 und 53 reicht.From what has been said it follows that the embodiment in Fig. has a practically consisting of two gear stages reduction stage, the first of the drive shaft 10 to Shaft 45 and the second from shaft 45 to shafts 52 and 53 extends.
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Schliesslich ist in Fig. 8 der Getriebeplan einer weiteren, besonders einfachen Ausführungsform dargestellt. An der Antriebswelle 10 sitzt bei dieser Ausführungsform nicht ein Antriebsexzenter, sondern ein Ritzel 62, das in stetem'Eingriff mit mehreren (hier zwei) Stirnrädern 63, 64 steht. Die Stirnräder 62, 64 sitzen auf den Wellen 19 bzw. 18, an die, ähnlich wie bei der Ausführungsform der Fig. 1, die Exzenter 23 bzw. 22 anschliessen, die ihrerseits drehbar im kreisenden Zahnrad 24 gelagert sind. Dieses kreisende Zahnrad steht wiederum in stetem Eingriff mit dem Abtriebsrad 25, an das die Abtriebswelle 26 anschliesst.Finally, the transmission plan of a further, particularly simple embodiment is shown in FIG. 8. On the drive shaft 10 is not a drive eccentric in this embodiment, but a pinion 62, which is in constant engagement with several (here two) spur gears 63, 64 is. The spur gears 62, 64 sit on the shafts 19 and 18, respectively, to which, similar to the Embodiment of FIG. 1, which connect eccentrics 23 and 22, which in turn are rotatably mounted in the rotating gear 24. This rotating gear is in turn in constant engagement with the output gear 25 to which the output shaft 26 connects.
Bei allen bisher beschriebenen Ausführungsformen ist die Umlaufzahl des kreisenden Zahnrades erheblich kleiner als die Drehzahl der Antriebswelle. Daher ergibt sich auch bei der Abnahme eines sehr grossen Drehmomentes an der Abtriebswelle 26 nur eine bescheidene Erwärmung der Verzahnungen. Ausserdem kommt jede Ausführungsform der beschriebenen Getriebe ohne das in den bekannten Getrieben vorhandene, und normalerweise festgehaltene Sonnenrad aus, weil stets wenigstens ein zu kreisender Bewegung angetriebens Getriebeglied vorhanden ist, das auf zwei oder mehreren Exzentern abgestützt ist, so dass eine Eigenrotation dieses Getriebegliedes zum vorneherein ausgeschlossen ist.In all of the embodiments described so far, the circulation number is of the rotating gear is considerably lower than the speed of the drive shaft. Therefore also results in the acceptance a very large torque on the output shaft 26 only a modest heating of the teeth. In addition, everyone comes Embodiment of the transmission described without that in the known Existing and normally fixed sun gear is driven off, because there is always at least one circular movement driven gear member is present, which is supported on two or more eccentrics, so that a natural rotation this transmission link is excluded from the outset.
Wie bereits erwähnt, lässt sich die Umlaufzahl des kreisenden Zahnrades noch weiter reduzieren, wenn die diesem vorgeschaltete Untersetzungsstufe ohne erheblich grösseren Platzbedarf etwa wie folgt aufgebaut wird: Auf der Antriebswelle sitze ein Ritzel, das im Eingriff mit mehreren Stirnrädern stehe, etwa wie in Fig. 8 gezeigt. Auf den Wellen dieser Stirnräder sei je ein weiterer Exzenter angeformt und auf jedem dieser Exzenter sei ein z.B. aussenverzahntes Zahnrad gelagert. Mit jedem dieser Zahnräder kämme je ein innenverzahntes Hohlrad, an das seinerseits einer der das kreisende Zahnrad antreibenden Exzenter angeformt sei. Damit ergibt sich wieder eine doppelte Untersetzungsstufe, die die Eingriffsgeschwindigkeit der Zähne in der letzten Getriebestufe auf ein Mindestmass herabsetzt.As already mentioned, the number of revolutions of the circling gear can be reduced even further if the one upstream of it Reduction stage is set up as follows without a significantly larger space requirement: A pinion sits on the drive shaft, which stand in engagement with a plurality of spur gears, for example as shown in FIG. 8. There is another eccentric on each of the shafts of these spur gears An externally toothed gear, for example, is mounted on each of these eccentrics. With each of these gears would ever mesh an internally toothed ring gear on which one of the eccentrics driving the rotating gear is molded. So that results again a double reduction stage, which increases the meshing speed of the teeth in the last gear stage reduces a minimum.
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