DE2449773A1

DE2449773A1 - Stufenlos verstellbares, elliptisches getriebe

Info

Publication number: DE2449773A1
Application number: DE19742449773
Authority: DE
Inventors: Alfred Schmermund
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1974-10-19
Filing date: 1974-10-19
Publication date: 1976-04-22
Also published as: DE2449773C3; US4005619A; DE2449773B2; GB1480178A; FR2288256B1; FR2288256A1

Description

Beschreibung
zum Patentgesuch

des Herrn Ing. Alfred Schmermund, 582o Gevelsberg / Westf., Körnerstraße 62

betreffend:
"Stufenlos verstellbares, elliptisches Getriebe"

Die vorliegende Erfindung betrifft ein elliptisches Getriebe nach dem Kardan-Kreis-System mit einem in einem Innenzahnkranz abrollbaren Stirnrad, wobei der Teilkreis des Innenzahnkranzes doppelt so groß wie der Teilkreis des Stirnrads ist,

Derartige Getriebe dienen dazu, die konstante Winkelgeschwinidigkeit einer umlaufenden Antriebswelle in eine periodisch veränderliche Winkelgeschwindigkeit einer Abtriebswelle umzusetaen.

Hierzu lassen sich auch eine Kardon-Kutoel oder elliptische Stirnräder oder eine AntiparalIe!kurbel verwenden. Jedoch haben alle diese Getriebe die Eigenschaft, eine fortbleibend gleiche Periode bezüglich der Winkelgeschwindigkeit zu erzeugen, d.h. es wird immer wieder dieselbe Ellipse durchfahren. Zwar läßt sich diese Ellipse auch andrem, so daß man andere Geschwindigkeitsverhältnisse erhält, jedoch ist hierzu beispielswd.se bei einem Kardan-Kreispaar der die Ellipse beschreibende Punkt auf dem Rollkreisstirnrad zu ändern, d.h. zu verlegen, indem dieser Punkt radial nach außen oder innen

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bewegt wird. Hierzu muß das Getriebe angehalten und manuell verstellt werden. Diese Verstellung kann also nur im Stillstand vorgenommen werden und ist sehr umständlich.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein elliptisches Getriebe zu schaffen, das von außen auch während des Laufs und selbst unter Last automatisch geregelt und damit geändert werden kann.

Gegenstand der Erfindung ist daher ein elliptisches Getriebe der eingangs genannten Art, das durch einen zweiten beweglichen und einstellbaren Innenzahnkranz und ein sich darin abrollbares zweites Stirnrad gekennzeichnet ist, während auf dem ersten Stirnrad ein mit der Abtriebswelle in Wirkverbindung stehender Schlitten gelagert ist, der über das zweite Stirnrad bezüglich der Abtriebswelle stufenlos verstellbar ist.

Hierbei ist es zweckmäßig, wenn der Schlitten eine Zahnstange trägt, wobei sich das zweite Stirnrad auf der Verlängerung eines Ritzels befindet, das mit der Zahnstange in Eingriff steht, um auf diese Weise den Schieber verstellen zu können. Der Schlitten weist insbesondere eine Rolle oder ein Gleitstück auf, das mit einer mit der Abtriebswelle verbundenen Laufschiene zusammenwirkt, so daß sich durch Verstellen des Schlittens der Radius der Rolle oder des Gleitstücks zum Mittelpunkt des Rollkreisstirnrades stetig verändern läßt.

Die Abtriebswelle befindet sich normalerweise koaxial su der Hauptachse des Getriebes, jedoch kamm sie auch außermittig hierzu angeordnet sein, um eine Verzerrung der elliptischen Ausgangs-Winkelgeschwindigkeit erreichen zu können, wenn dies erwünscht ist.

Ferner kann der zweite Innenzahnkranz mittels einer Spindel einstellbar sein, die insbesondere als Schneckenspindel und selbsthemmend ausgebildet sein kann.

Die Erfindung wird im folgenden anhand eines in den beigefügten Abbildungen dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.

Fig. 1 zeigt ein elliptisches Getriebe im Schnitt,

Fig. 2 zeigt die Verstellvorrichtung für das Getriebe von Fig. 1 im Seitenriß,

Fig. 3 zeigt einen Teil der Verstellvorrichtung von Fig. 2 im Grundriß,

Fig. 4 zeigt das Kardan-Kreispaar mit einer Reihe von Verstellbeispielen,

Fig. 5 zeigt das zu Fig. 4 gehörige Diagramm bezüglich Antriebs- und Abtriebswinkel.

Das in Fig. 1 dargestellte Getriebe besitzt ein Kardan-Kreispaar bestehend aus einem ortsfesten Innenzahnkranz 1 und einem sich in dem Innenzahnkranz 1 abrollenden Stirnrad 2, das einen Teilkreisdurchmesser besitzt, der halb so groß ist wie der des Innenzahnkranzes 1. Der Innenzahnkranz 1 ist beispielsweise zwischen zwei Gehäuseteilen 23, 24, in denen das Getriebe untergebracht ist, an einem am Innenzahnkranz befindlichen, sich nach außen erstreckenden Flansch la fest verschraubt.

Das Rollkreisstirnrad 2 trägt ein Schlittengehäuse 3 mit Deckelleisten 4. In dem Schlittengehäuse 3 befindet sich ein Schlitten 5, der einen sich nach oben erstreckenden Zapfen 6 aufweist, auf dem eine Rolle 7 gelagert ist. Der

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Schlitten 5 ist innen einseitig mit einer Zahnstange 5a ausgerüstet, die mit einem Ritzel 11 in Eingriff steht. Das Ritzel 11 befindet sich auf einer Stellspindel 12, die in dem Stirnrad 2 und einer darunter angeordneten Lagerhülse 2a gelagert ist. Durch Drehen der Stellspindel 12 kann der Schlitten 5 mit der Rolle 7 über das Ritzel 11 und die Zahnstange 5a die Positionen R₁ - R__ - R₁₁₁" R_IV - Ry durchfahren, die in Fig. 4 dargestellt sind.

Durch das obere Gehäuseteil 23 erstreckt sich eine Abtriebswelle 9, 10, wobei die Welle 9 an ihrem unteren Ende mit einer Laufschiene oder Kulisse 8 von U-förmigem Querschnitt verbunden ist, in der die Rolle 7 läuft und als Antriebsmittel für die Abtriebswelle 9 dient, indem die Kulisse 8 von der Rolle 7 in Drehung versetzt wird, die der elliptischen Bahn I - II - III - IV - V oder sich ergebender Mittelwerte entspricht, wodurch eine ansteigende bzw. abnehmende Winkelgeschwindigkeit der Abtriebswelle erzeugt wird.

Auf der Welle 9 ist ein oberer Haltering 22 außerhalb des Gehäuses 23 vorgesehen, der ein Absinken der Kulisse 8 in dem Gehäuse verhindert.

Die Stellspindel 12, die in dem Stirnrad 2 und der Lagerhülse 2a, die mit dem mit angeschraubten Deckelleisten 4 versehenen Schlittengehäuse 3 einstückig ausgebildet sind, gelagert ist, weist an ihrem unteren Ende ein Stellspindel-Stirnrad 16 auf, das genauso groß ist wie das Stirnrad Das Stirnrad 16 ist an einem Innenzahnkranz 17 abrollbar, der außen eine Schneckenradverzahnung 18 aufweist und sich gegen eine Schulter im unteren Gehäuseteil 24 und gegen ein Distanzrohr 15 abstützt, das zur Erleichterung des Einbaus des Innenzahnkranzes 17 vorgesehen ist. In einem Teil

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des unteren Gehäuseteils 24 ist eine Schnecke 19 angeordnet, die mit ihren Enden 20, 21 in Lagern 27 gelagert ist, während das Ende 21 als Vierkant ausgebildet ist und zum Verbinden mit einem Stellglied dient. Als Stellglied kann beispielsweise ein Handrad, aber auch ein Motor, eine hydraulische, pneumatische, elektromagnetische oder magnetische Einrichtung verwendet werden. Hierbei ist es zweckmäßig, wenn die Schnecke selbsthemmend ausgebildet ist, um eine ungewollte Verstellung zu vermeiden.

Wird die Schnecke 19 nicht betätigt, wird das Kardan-Kreispaar 1, 2 durch das zweite Kreispaar 16, 17 unterstützt.

Die Antriebswelle 25, 26 ist von unten in den unteren Gehäuseteil 24 eingeführt und ist einstückig mit den Teilen 13, 13a verbunden, die die Lagerhülse 2a aufnehmen und damit das Abrollen der Stirnräder 2, 16 bewirken. Das Teil 13a ist beispielsweise mittels Rillenkugellager 14 im unteren Gehäuseteil 24 gelagert,, während der Antriebswellenteil 25 ebenfalls im unteren Gehäuseteil 24 gelagert ist. Hierdurch wird eine absolut sichere Lagerung errreicht. Die Drehpunkte von An- und Abriebswelle sind mit M bezeichnet, An- und Abtriebswelle sind hier koaxial zueinander angeordnet. Fig. zeigt die zu den einzelnen Positionen R der Rolle 7 gehörenden Kurven, die von einer unendlich schmalen Ellipse (= Strich) bis zu einer kreisförmigen Ellipse (= Kreis) reichen. Die Verstellung hierzwischen kann mittels der Stellschnecke 19 von außen auch im Lauf und sogar unter Last erfolgen, da keinerlei Behinderung vorliegt. Da Zwangsläufigkeit vorliegt, kann jeder Bereich, jede Stellung mittels Skalen oder dergl. genauestens wiedergefunden und wieder eingestellt werden.

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Fin·. 5 zeiit das ^TTinkolqeschv;indiqkeitsdiaaramri, bei dem der Abtriebswinkel gegenüber den Antriebswinkel für die einzelnen Positionen R_T _ der Rolle 7 aufgetragen ist und aus dem die tatsächlich erreichbaren Verhältnisse genau ersichtlich und errechenbar sind.

Insbesondere, wenn die Abtriebswelle 9 zur Hauptachse 25 des Getriebes angeordnet ist, kann es zweckmäßia sein, die Abtriebswelle 9 verschiebbar zur Hauptachse anzuordnen.

Die Schlittenverstellung kann auch über eine Spindel in Schlittengehäuse 3, eine Flutter an Schlitten 5, ein Keaelradnaar oder deraleichen erfoln-en.

(Patentansprüche)

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BAD ORIGINAL

Claims

Patentansprüche

1)J Elliptisches Getriebe nach dem Kardan-Kreissystem mit einem in einem Innenzahnkranz abrollbaren Stirnrad, wobei der Teilkreis des Innenzahnkranzes doppelt so groß wie der Teilkreis des Stirnrads ist, gekennzeichnet durch einen zweiten beweglichen und einstellbaren Innenzahnkranz (17) und ein sich darin abrollbares zweites Stirnrad (16), während auf dem ersten Stirnrad (2) ein mit der Abtriebswelle (9, 10) in Wirkverbindung stehender Schlitten (5) gelagert ist, der über das zweite Stirnrad (16) bezüglich der Abtriebswelle stufenlos verstellbar ist.

2) Elliptisches Getriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlitten (5) eine Zahnstange (5a) trägt, wobei sich das zweite Stirnrad (16) auf der Verlängerung eines Ritzels (11) befindet, das mit der Zahnstange in (5a) in Eingriff steht.

3) Elliptisches Getriebe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlitten (5) mit einer Rolle oder einem Gleitstück (7) versehen ist, das mit einer mit der Abtriebswelle (9, 10) verbundenen Laufschiene (8) zusammenwirkt .

4) Elliptisches Getriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Abtriebswelle (9, 10) außermittig zur Hauptachse (25) des Getriebes angeordnet ist.

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5) Elliptisches Getriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der zwdte Innenzahnkranz (17) mittels einer Spindel (20) einstellbar ist.

6) Elliptisches Getriebe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Spindel (20} eine Schnetekenspindel ist.

7) Elliptisches Getriebe nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Spindel (20) selbsthemmend ist.

3) Elliptisches Getriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Abtriebswelle (9, 10) gegenüber der Hauptachse (2 5) des Getriebes verstellbar ist.

9) Elliptisches Getriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlitten (5) über eine Spindel im Schlittengehäuse (3), eine Mutter am Schlitten (5), ein Kegelradpaar oder dergleichen verstellbar ist.

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