DE2449773C3

DE2449773C3 - Getriebe zum Umformen einer gleichförmigen Drehung in eine elliptische Drehung

Info

Publication number: DE2449773C3
Application number: DE2449773A
Authority: DE
Inventors: Alfred 5820 Gevelsberg Schmermund
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1974-10-19
Filing date: 1974-10-19
Publication date: 1978-04-20
Also published as: DE2449773B2; US4005619A; FR2288256A1; GB1480178A; FR2288256B1; DE2449773A1

Description

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Die Erfindung betrifft ein Getriebe mit den im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 genannten Merkmalen. Ein derartiges Getriebe ist aus der FR-PS 13 90 793 bekannt.

Das bekannte Getriebe wie auch zahlreiche ähnliche arbeitet nach dem bekannten Kardankreissystem. Das Achsverhältnis der Ellipse wird durch Versetzen des Mitnehmerzapfens auf dem ersten Rollrad zwischen :1 (Kreis) undO : 1 (Gerade) geändert.

Bei dem bekannten Getriebe ist an das Rollrad eine Kurbel angelenkt, mittels der die elliptische Bewegung in eine lineare Bewegung umgesetzt wird. Der normalerweise ortsfeste Zahnkranz weist eine äußere & Schneckenverzahnung auf, die im Eingriff mit einer Stellspindel steht. Bei Betätigung der Spindel wird der Zahnkranz relativ zu der Antriebswelle verdreht, und damit ändert sich die Phasenlage der Rollraddrehung. Dies wiederum hat zur Folge, daß die Lage der Ellipse relativ zur Getriebehauptachse gedreht wird mit dem Ergebnis, daß sich die Amplitude der Kurbel ändern läßt. Eine ähnliche Konstruktion zeigt auch die FR-PS

10 27 307.

Während bei den bekannten Konstruktionen der Änderung des EHipsenachsverhältnisses nur im Stillstand möglich ist, kann man die beschriebenen Amplitudenverstellung auch bei laufendem Getriebe bewirken.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Getriebe mit den im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Merkmalen ;tu schaffen, bei dem während des Betriebes das Achsverhältnis der Ellipse zwischen 1 :1 und 0:1 stufenlos geändert werden kann, ohne daß zugleich die Phasenlage des Abtriebs relativ zum Antrieb sich ändert; dies wäre bei vielen Anwendungsfällen nämlich unzulässig, wenn etwa das Getriebe als Element einer gLsizen Anlage, die taktmäßig zusammenarbeitende Baugruppen umfaßt, eingesetzt werden soll.

Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich aus den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 1.

Da hier der erste Zahnkranz ortsfest bleibt und ständig mit dem ersten Rollrad kämmt, bleibt die Phasenlage immer unverändert Verstellt wird vielmehr — mittels des zweiten Zahnkranzes — ein gewissermaßen leer mitlaufendes zweites Rollrad, dessen einzige Aufgabe darin besteht, über eine Zahnrad-Zahnstangen-Anordnung, Ober eine Kegelradpaarung oder ähnliche Getriebeelemente den Mitnehmerzapfen längs einer Durchmesserlinie des ersten Rollrades zu bewegen. Aus Gründen der Fertigungsvereinfachung wird man im allgemeinen den zweiten Zahnkranz und das zweite Rollrad hinsichtlich der Durchmesser und der Verzahnung identisch ausbilden, doch kann man natürlich auch eine proportionale Größenabwandlung vornehmen, wenn dies beispielsweise aus räumlichen Gründen notwendig 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 Abbildungen dargestellten Ausführukgsbeispiels näher erläutert.

F i g. 1 zeigt ein elliptisches Getriebe im Schnitt,

F i g. 2 zeigt die Verstellvorrichtung für das Getriebe von F i g. 1 im Seitenriß,

Fig.3 zeigt einen Teil der Verstellvorrichtung von F i g. 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 F i g. 1 dargestellte Getriebe besitzt ein Kardan-Kreispaar, bestehend aus einem ortsfesten Inn ^zahnkranz 1 und einem sich in dem Innenzahnkranz 1 abrollenden Rollrad 2, das einen Teilkreisdurchmesser besitzt, der halb so groß ist wie der des Innenzahnkranzes 1. Der Innenzahnkranz 1 ist beispielsweise zwischen zwei Gehäusetsilen 23,24, in denen das Getriebe untergebracht ist, an einem am Innenzahnkranz befindlichen, sich nach außen erstreckenden Flansch la fest verschraubt.

Das Rollrad 2 trägt ein Schlittengehäuse 3 mit Deckelleisten 4. In dem Schlittengehäuse 3 befindet sich ein Schlitten 5, der einen sich nach oben erstreckenden Zapfen aufweist, auf dem eine Rolle 7 gelagert ist. Der Schlitten .'S weist innen einseitig eine Zahnstange 5a auf, die mit einem Ritzel Π in Eingriff ist. Das Ritzel U sitzt drehfest auf einer Stellwelle 12, die in dem Rollrad 2 und einer darunter angeordneten Lagerhülse 2a gelagert ist. Durch Drehen der Stellwelle 12 kann der Schlitten 5 mit

der Rolle 7 Ober das Ritzel 11 und die Zahnstange 5a die Positionen R]-Rn-R\\\ — R\y — Rv stufenlos durchfahren, die in F i g. 4 dargestellt sind.

Durch das obere Gehäuseteil 23 erstreckt sich eine Abtriebswelle 9,10, wobei die Welle 9 an ihrem unteren s Ende mit einer Laufschiene oder Kulisse 8 von U-förmigem Querschnitt verbunden ist, in der die Rolle 7 läuft und so als Antriebselement für die Abtriebswelle 9 dient, indem did 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 zyklisch ansteigende und 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 Stellwelle 12, die in dem Rollrad 2 und der mit dem mit angeschraubten Deckelleisten 4 versehene^ Schlittengehäuse 3 einstückig ausgebildeten Lagerhülse 2a gelagert ist, trägt an ihrem unteren Ende ein zweites Rollrad 16, das genauso groß ist wie das Stirnrad Z Das Rollrad 16 ist auf einem zweiten 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 28 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, daß die Schnecke selbsthemmend ist, da so eine ungewollte Verstellung vermieden wird.

Wird die Schnecke 19 nicht betätigt, wird das Kardan-KNspaar 1, 2 durch das zweite iCreispaar 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 Rollräder 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 erreicht Die Drehpunkte von An- und Abtriebswelle sind mit M bezeichnet An- und Abtriebswelle sind hier koaxial zueinander angeordnet F i g. 4 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 keir >lei Behinderung vorliegt Da Zwangsläufigkeit vorlisg?, kann jeder Bereich, jede Stellung mittels Skalen oder dergleichen genauestens wiedergefunden und wieder eingestellt werden.

Fig. ^rr- zeigt das Winkelgeschwindigkeitsdiagramm, bei dem der Abtriebswinkel gegenüber dem Antriebswinkel für die einzelnen Positionen R\ — Rv der Rolle 7 aufgetragen ist und aus dem die tatsächlich erreichbaren Verhältnisse genau ersichtlich und errechenbar sind.

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

Die Schlittenverstellung kann auch über eine Spindel im Schlittengehäuse 3, eine Mutter am Schlitten 5, ein Kegelradpaar od. dgl. erfolgen.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche;

1. Getriebe zum Umformen einer gleichförmigen Drehung einer Antriebswelle in eine elliptische Drehung einer Antriebswelle mit einem innenverzahnten, im Dauerbetrieb stationären ersten Zahnkranz, zentrisch zu dem die Antriebswelle gelagert ist, mit einem außenverzahnten, mit dem Zahnkranz kämmenden und exzentrisch auf der Antriebswelle gelagerten ersten Rollrad mit einem Teilkreisdurchmesser gleich der Hälfte des Innenzahnkranz-Teilkreisdurchmessers, und mit einem mit dem Rollrad umlaufenden Mitnehmerzapfen, dessen Position relativ zum ersten Zahnkranz stufenlos verstellbar ist und der im Gleiteingriff steht mit einer längs einer Durchmesserlinie der Abtriebswelle verlaufenden, mit dieser fest verbundenen Mitnehmerbahn, dadurch gekennzeichnet, daß ein zweiter, koaxial zu dem ersten angeordneter innenverzahnter Zahnkranz (17) vorgesehen ist, der gesteuert relativ zu dem ersten (1) drehbar ist, und auf dem ein zweites, gleichartig wie das erste ausgebildet und koaxial zu diesem angeordnetes außenverzahntes Rollrad (16) abrollt, daß der Mitnehmerzapfen (6) mit seiner Rolle (7) längs einer Durchmesserlinie verschieblich auf dem ersten Rollrad angeordnet ist und daß eine Getriebeanordnung (5a, 11,12) für die Umsetzung einer Relativdrehung des zweiten zum ersten Rollrad infoige Drehung des zweiten Zahnkranzes in -;ine Verschiebung des Mitnehmerzapfens relativ zum ersten Rollrad vorgesehen ist.

2. Getriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Mitnehmevzapfen (6) auf einem längs einer Durchmesserlinie des ersten Rollrades (2) in diesem gleitbeweglich gelagerten Schlitten (5) angeordnet ist, der eine Zahnstange (5a) aufweist, die mit einem, auf einer mit dem zweiten Rollrad (16) verkeilten Verbindungswelle (12) drehfest angeordneten Ritzel (11) kämmt.

3. Getriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Umsetz-Getriebeanordnung eine Gewindespindel/Mutter-Paarung, eine Kegelradpaarung oder äquivalente Elemente umfaßt.