DE2534476A1

DE2534476A1 - Getriebe

Info

Publication number: DE2534476A1
Application number: DE19752534476
Authority: DE
Inventors: Frank William Kennington
Original assignee: DIMITRACOPOULOS PANAYOTIS CONSTANTINE; KENNINGTON FRANK WILLIAM
Current assignee: GAUNTGLEN Ltd LONDON GB
Priority date: 1974-08-02
Filing date: 1975-08-01
Publication date: 1976-02-19
Also published as: GB1519588A; US4023440A; DE2534476C2; IE42926B1; FR2280837B1; AU8358075A; CH614272A5; CA1040891A; FR2280837A1; IE42926L; ZA754947B

Description

Frank William Kennington, Jersey, Channel Islands,

Großbrit annien
und P. C. Dimitracopoulos, Nassau, Bahamas

Getriebe

SSS=SX=S

Die Erfindung bezieht sich allgemein auf Getriebe, wie Geschwindigkeit s-über- oder Untersetzungsgetriebe, Drehmomentwandler und dergleichen bewegungsübertragende Vorrichtungen.

Bei üblichen Getrieben erfolgt normalerweise ein Eingriff zwischen zwei Elementen des Getriebes über eine bestimmte Berührungsfläche. Bei normalen Zahnradgetrieben findet ein Eingriff lediglich zwischen einer Gruppe von benachbarten Zähnen, normalerweise nur jeweils einem Zahn und einem Gegenzahn, statt, Demzufolge muß ein Zahn oder müssen bestenfalls einige wenige Zähne die gesamte Last aufnehmen, während die übrigen Zähne unbelastet umlaufen, bis sie an der Reihe sind, um die Belastung aufzunehmen. Dies ist eine beträchtliche Verschwendung im Hinblick auf Wirtschaftlichkeit, Gewicht, Größe und Herstellungskosten.

Auf den ersten Blick mag es scheinen, daß ein mehrzahniger oder großflächiger Eingriff automatisch durch die Zwischen-

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schaltung von Kupplungsmitteln, wie Ketten, Riemen und dergleichen erreicht werden kann. Tatsächlich kann durch Trennen von normalerweis· in Eingriff befindlichen Zahnrädern und Verbinden derselben durch Ketten ein mehrz*hniger Eingriff erreicht werden. Entsprechend arbeiten Riemen und Riemenscheiben mit verhältnismäßig großen übertragungsflächen. Diese Anordnungen sind zwar sehr brauchbar, haben jedoch den Nachteil, daß die Last entlang der gestreckten Länge der Kette oder des Riemens übertragen wird und die Kette oder der Riemen nur so stark ist wie seine schwächste Stelle. Des weiteren haben solche üblichen Ketten- oder Riemengetriebe verschiedene andere Probleme, Gremen und Nachteile, von denen einige später erwähnt werden.

Es ist offensichtlich, daß bei normalen Zahnradgetrieben proportional umso weniger Zähne die Last aufnehmen, je größer die Anzahl der Zähne ist. Es bestehen jedoch auch praktische Grenzen in Bezug auf die Größe eines Zahnrades (Raumbedarf, Gewicht, Herstellungsprobleme, Toleranzen, wirtschaftliche Überlegungen). Dementsprechend werden, wenn ein großes oder kleines übersetzungsverhältnis benötigt wird, mehrere Übersetzungsstufen von üblichen Ritzel- und Zahnradanordnungen oder aber Schneckenrad- und Zahnradanordnungen verwendet, trotz ihrer höheren Kosten. Alternativ werden gelegentlich Planetenrädergetriebe, beispielsweise epizyklische oder hypozyklische Getriebe, verwendet, wobei der Nachteil wiederum darin liegt, daß nur ein Zahn pro Zahnrad im Eingriff ist, was unbefriedigend ist, weil im wesentlichen die ganze Last stets jeweils nur von einem Zahn aufgenommen werden kann.

Die vorliegende Erfindung sieht ein neuartiges Getriebe- und Bewegungsübertragungs-Konzept vor, das allgemein wie folgt beschrieben werden kann:

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Ein Bewegungsübertragungs-System mit exzentrischen Mitteln, Eingriffsmitteln in der Form einer Anzahl von individuell beweglichen Eingriffselementen, Zahnradmitteln mit Abschnitten, welche mit den Eingriffselementen komplementär sind, und Bewegungs-Begrenzungsmitteln, wobei die Exzentermittel dazu dienen, um die Eingriffselemente nacheinandertaumelnd in und außer Eingriff mit den besagten komplementären Abschnitten zu bewegen, während diese Elemente einzeln innerhalb bestimmter Grenzen der Taumelbewegung durch die Bewegungsbegrenzungsmittel geführt sind.

Da ein Zahnrad mit einer unendlich großen Anzahl von unendlich klein·« Zähnen an Ende zu einem Rad, beispielsweise einer Riemenscheibe wird, soll der Ausdruck "Zahnrad" den Begriff "Rad" mitumfassen. Demzufolge kann die Erfindung auch wie folgt definiert werden:

Bewegungsübertragungsvorrichtung mit Rädern, Eingriffsinitteln und Bewegungsbegrenzungsmitteln, wobei die Eingriffsmittel von einer Anzahl von in taumelnde Bewegung setzbaren Eingriffseleeenten gebildet werden, die in und außer Eingriff mit aufeinanderfolgenden Urafangsabschnitten der Räder gebracht werden, während sie innerhalb bestimmter Grenzen der Taumelbewegung durch die Bewegungsbegrenzungsmittel geführt sind.

Trotzdem ist das "Rad" vorzugsweise ein gezahntes Rad, beispielsweise ein Kettenrad oder Zahnrad, obgleich auch mit zahnlosen Rädern die individuell beweglichen Elemente der Eingriffsmittel beispielsweise durch ReibSchluß oder elektromagnetische Mittel in Antriebsverbindung mit den Rädern gebracht werden konnten.

Die Eingriffsmittel bestehen aus einer Mehrzahl von individuellen Eingriffselementen, von denen jedes in der Lage ist, eine unabhängige Bewegung durchzuführen, wobei jedes Element mittels einer Taumelbewegung fortschreitend in Eingriff und außer Eingriff mit aufeinanderfolgenden Abschnitten des Rades, beispiels-

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weiee eines Zahnes eines Zahnrades nach dem anderen kommt. Es ist zweckmäßig, diese einseinen Eingriffselemente miteinander zu verbinden, jedoch muß eine derartige Verbindung sehr flexibel sein, weswegen diese Eingriffselemente xweckmäßigerweise auf einem biegsamen Glied, beispielsweise einer Übertragungskette, einem Zahnriemen oder einem Transmissionsriemen, vorzugsweise jedoch einem zur Verwendung mit der vorliegenden Erfindung entworfenen und später noch zu beschreibenden Riemen, angeordnet werden. Es sei jedoch betont, daß im Gegensatz zu den Verhältnissen bei üblichen drehmomentübertragenden Endlos-Elementen, wie üblichen Ketten, Riemen und dergleichen, die Verbindungselemente der erfindungagemäßen Vorrichtungen im wesentlichen keine Kräfte übertragen, da alle Kräfte im wesentlichen von den im Eingriff befindlichen Eingriffselementen übertragen und parallel aufgenommen werden, während die Reaktionskräfte gleicherweise von einer entsprechenden Anzahl von Bewegungsbegrenzungsmittein aufgenommen werden.

Die Bewegungsbegrenzungsmittel bestehen vorzugsweise aus Führungsmitteln, die mit Aufnahmemitteln in Eingriff kommen, von denen das eine an den Eingriffsmitteln oder allgemein an dem nachgiebigen Glied angeordnet sein kann, während das andere auf oder in einer Führungsplatte angeordnet sein kann. Die Führungsmittel können Stifte sein, während die Aufnahmemittel öffnungen von vorbestimmter Größe sein können. Vorzugsweise sind Lager auf den Stiften angeordnet. Wenn das nachgiebige Glied eine Übertragungskette ist, können die Stifte der Kettenglieder sich über die Kettengliederplatten hinaus erstrecken, wobei jeder vorstehende Abschnitt dieser Stifte ein Führungsmittel darstellt.

Vorzugsweise hat das nachgiebige Glied mehr oder weniger Eingriff selemente, d.h. Stifte, Zähne und dergleichen, als entsprechende Zähne oder äquivalente Eingriffsabschnitt an dem Rad vorgesehen sind, wodurch ein Geschwindigkeitsunter- oder übersetzungsgetriebe geschaffen wird.

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In «inen erfindwtgsgemtßen (!«trieb» bildet vorzugsweise einer der Tier Hauptteile, nämlich der Exzenter, das Zahnrad, die Eingriff «mittel und die Bewegungsbegrenzungsmittel, eine Eingang·- welle und ein anderer dieser Faktoren eine Ausgangewelle. Durch Kombination zweier solcher Vorrichtungen der Art, daß die Auegangswelle der einen Vorrichtung antriebemäßig mit der Eingangswelle der anderen Vorrichtung verbunden ist, wird auf einfache Weise ein zweistufiges Getriebe geschaffen*

Es 3ei besonders darauf hingewiesen, daß die nachgiebigen Glieder der erfindungsgemäßen Vorrichtungen unter einzigartigen Bedingungen arbeiten. Wenn beispielsweise eine Kette als biegsames Glied verwendet wird, so trägt eine betriehtliehe Anzahl von ihren im Eingriff befindlichen Stiften oder Rollen die Last. In der Tat teilen sieh diese im Eingriff befindliehen Stifte oder Rollen in die Last. Die verbleibenden Stifte wie auch alle Gelenkplatten der Kette tragen jedoch keine Last. Da außerdem das gesamte nachgiebige Glied stets eng einem kreisförmigen Pfad folgt, ist die Biegung zwischen benachbarten Segmenten 3ehr gering. Diese Lastaufteilung auf im Eingriff stehenden Eingriffselementen, die Freiheit der anderen Teile des nachgiebigen Gliedes von Belastung, die geringe Biegung, der vielzahnige Eingriff und die vielen anderen Vorteile, kombiniert mit relativer Kompaktheit, leichtem Gewicht, großzügigen Herstellungstoleranzen und anderen Merkmalen von Teilen, Komponenten, Maschinen und Mechanismen von Vorrichtungen, die entsprechend der Erfindung hergestellt sind, machen es möglich, Getriebe, Geschwindigkeitsübersetzungsgetriebe, Drehmomentwandler und dergleichen zu konstruieren und herzustellen, die viele Vorteile gegenüber dem Stand der Technik haben.

Einige bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. Es zeigt:

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Fig. 1 eine Frontansieht «ines einfachen Ausführtmgsbeispiele, wobei nur einige wenige Verbindungsglieder 25 dargestellt sind, während die anderen sum Zwecke der besseren Klarheit weggelassen wurden;

Fi<~. 2 ebenfalls eine Frontansicht in vergrößerten Maßstab

eines der Führungsmittel Ml und eines der Eingriffsmittel 21;

Fig. 3 ein Diagramm, welches einen Zyklus von -90° bis 0° und ▼on 0° bis 90° in Intervallen von 10° zeigt, wobei die relativen Lagen der Hauptkomponenten der Erfindung, insbesondere das Zahnrad, die Eingriffsmittel und die ItMegungsbegrenzunp;emittel dargestellt sindi

Fig. 4 eine Draufsicht eines Abschnittes eines mit den Zähnen in Eingriff stehenden endlosen flexiblen Gliedes der Vorrichtung von Fig. 3»

Fig. 5 eine Seitenansicht des in Fig. 4 dargestelltn Abschnittes}

Fif. 6 eine Draufsicht eines Abschnittes eines anders ausgebildeten flexiblen endlosen Gliedes j

Fig. 7 eine Seitenansicht des in Fig. 6 dargestellten Abschnittes;

Fig. 3 einen Längsschnitt durch eine einfache Ausführung

sweistufigen Übersetzungsgetriebes entsprechend der Erfindung ;

Fig. 9 eine Draufsicht eines Abschnittes einer speziellen rollen losen Kette, die als flexibles endloeee Glied dient;

Fi;.10 eine Draufsicht eines Abschnittes einer speziellen Rollen kette, die eine weitere Ausführung eines endlosen flexiblen Gliedes darstellt -,

B 0 9 8 0 8 /. 0 3 7 0

Fig. 11, 12 und 13 Längsschnitte von alternativen-₃ einfachen Ausführungen von erfindungapemSßen zweistufigen Übersetzungsgetrieben ;

Fig. 14 eine Seitenansicht von zwei aufeinanderfolgenden speziellen Kettengliedern, die in erfindungsgemäßen Vorrichtungen verwendet werden können _s

Fig. IMa eine Aneicht der Ausführung von Fig. 14 in der Stellung, in welcher die beiden aufeinanderfolgenden Kettenglieder aneinander anliegen.

Fif. 15 einen Längsschnitt durch ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung

Fig. 16 einen Längsschnitt einer weiteren, besonders nützlichen einstufigen Ausführungsform mit koaxialen An- und Abtrieb, und

Fig. 17 einen Längsschnitt einer erfindungsgeiaäßen Vorrichtung, wobei eine besondere Kettenkonstruktion dargestellt ist.

Beschreibung eines einfachen Ausführuncsbeispiels

Wie vorher erwihnt, wäre es sehr wünschenswert, bei formschlüssi^en Getrieben einen mehrsahnigen Eingriff zu haben. Die vorliegende Erfindung ermöglicht einen derartigen mehrzahnigen ringriff durch die Grundkonzeption der Erfindung.

Da jedoch bei Getrieben normalerweise eine Bewegung zwischen zwei in Eingriff miteinander befindlichen Zahnrädern übertragen wird, kann das Prinzip der Erfindung in seiner einfachsten Form *:ie folgt ausgedrückt werden:

In einei: Getriebe mit zwei miteinander in Eingriff befindlichen "ahnr^derr- uirü eines der beiden Zahnräder ersetzt durch

Π Π y « · " / m 7 Π ORIGINAL INSPECTED

einen Satz von Eingriffsmitteln und einen Satz Ton Bewegungsbegrenzungsmitteln.

Zur Erklärung sei auf Fig. 1 Bezug genommen, in welcher eine schematische Darstellung eines einfachen Aueführungsbeispiels der Erfindung dargestellt ist, wobei einige Teile weggelassen wurden, um die Beschreibung zu vereinfachen.

Die Eingangswelle 1 dreht sich um ihre Längsmittelachse 0. Auf der Welle 1 ist «in zylindrischer Excenter 5 befestigt, dessen Längsmittelaehie mit 0* beseichnet ist, wobei die Exzentrizität der Abstand βwischen 0 und 0' ist.

Ein Zahnrad T₃ beispielsweise ein Kettenrad, ist frei drehbar auf dem Exzenter 5 gelagert. Wenn sich die Eingangswelle 1 um ihre Achse 0 dreht, läuft das Rad 7 entweder exzentrisch um oder es oszilliert in Bezug auf die Achse 0, je nachdem, ob es sich frei im Kreis bewegen kann oder daran gehindert ist. Normalerweise wäre EU erwarten, daß das Zahnrad 7 mit einem anderen Zahnrad kämmt, jedoch ist, wie vorher erklärt wurde, das übliche zweite Zahnrad durch zwei Mittel ersetzt, nämlich die Eingriffsmittel und die Bewegungsbegrenzungsmittel.

In der Ausführung von Fig. 1 sind die Eingriffsmittel von einer Anzahl von Eingriffselementen« wie Stiften 21 gebildet, die miteinander dureh ein biegsames Glied 25 verbunden sind, wodurch ein endloses biegsames übertragungsglied gebildet wird. Der besseren Anschaulichkeit halber sind nur wenige Stifte 21 dargestellt, die durch das Glied 25 miteinander verbunden sind, während in Wirklichkeit alle Stifte so miteinander verbunden sind, wobei ihre Achsen mit einem Abstand voneinander gehalten werden, der im wesentlichen gleich der Teilung des Zahnrades 7 ist.

Es sei erwähnt, daß die Anzahl der Stifte 21 mindestens um 1 größer ist als die Anzahl der Zähne 31* so daß, wenn Stifte und Zähne oberhalb des Durchmessers X-IC* im Eingriff sind, diese unterhalb dieser Linie fortschreitend aufter Singriff kommen.

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Die Anordnung der Stifte und Verbindungsglieder 25 ist in Fig. 4 und 5 besser dargestellt. In diesen Figuren werden die Verbindungsglieder 25 von endlosen Riemen gebildet. Dabei werden die Stifte 21 dureh einen, vorzugsweise jedoch durch zwei endlose biegsame Riemen 25 in einem Abstand voneinander gehalten. Der Abstand «wischen den beiden Riemen 25 ist der Art, daß die Zähne 31 des Zahnrades 7 zwischen ihnen mit den Stiften 21 in Eingriff kommen können. Die Stifte 21 erstrecken sich jedoch über die Riemen 25 hinaus und ihre vorstehenden Enden 21' greifen in Löcher 41 in einer stationären Führungsplatte 40 (Fig.l) ein. Diese vorstehenden Enden 21 und die Löcher 41 bilden zusammen die Bewegungsbegrenzungsmittel der Erfindung.

Die stationäre Führungsplatte 40 liegt parallel neben dem Zahnrad 7 und enthält die Löcher 41, deren Anzahl gleich der Anzahl der Stifte 21 ist, wobei alle Löcher 41 im gleichen Abstand voneinander um die Drehachse der Antriebswelle 1 angeordnet sind. Die Größe und Form jedes Loches 41 ist so gewählt, daß es ein vorstehendes Ende 21* eines Stiftes 21 innerhalb der benötigten Grenzen in zwei Richtungen hält. Wie Fig. 1 zeigt, wird durch ein solches Loch 41 eine Bewegung des zugehörigen Stiftes 21 in der tangentialen Richtung CD und auch in der radialen Richtung BA ermöglicht.

Der Grund für eine solche Bewegung der einzelnen Stifte 21 innerhalb ihrer Löcher 41 ist der folgende: wenn das Zahnrad kreist, bewegen sich Teile desselben weiter weg von/⁵Achse der Welle 1 und daher ist es notwendig, daß jeder Stift 21 eine Linearbewegung in radialer Richtung BA ausführen kann. Die Löcher 4l in der Führungsplatte 40 bilden also Mittel zur Begrenzung der Bewegung jedes Stiftes 21 in radialer Richtung, wodurch das Eingreifen jedes Stiftes in die Zähne des Zahnrades 7 gesichert wird, wenn dies erforderlich ist. Da mindestens ein Stift mehr vorhanden ist als Zähne am Zahnrad 7 und um ein fortschreitendes Kämmen aller Stifte mit allen

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Zähnen zu ermöglichen, muß auch eine Taumelbewegung von einzelnen Stiften zugelassen werden und demzufolge kann jeder Stift 21 auch eine Tangentialbewegung in Richtung CD ausführen. Dadurch kommen die Stifte während eines kompletten Zyklus mittels einer Taumelbewegung in und außer Eingriff mit den Zähnen, Die Kombination von solchen radialen und tangentialen Bewegungen während eines vollständigen Zyklus sowie der tatsächliche Durehmesser des vorstehenden Endes 21' jedes Stiftes 21 bestimmt die richtige Grüße und Form der Löcher

Wie aus Fig. 2 hervorgeht, ist die größere Abmessung a-b jedes Loches 41 im wesentlichen gleich dem Durchmesser eines vorstehenden Endes 21' eines Stiftes 21 plus der Exzentrizität 0-0', wobei diese größere Abmessung a-b in der radialen Richtung A-B in Pig. I liegt.

Obgleich normalerweise eine Platte 40 ausreicht, sind oftmals zwei Platten 40 vorzuziehen, in welchem Falle ein Loch in jeder Platte eines der beiden vorstehenden Enden 21' jedes Stiftes 21 aufnimmt. Dabei rotiert das Zahnrad 7 zwischen diesen beiden Platten 40.

Zusammengefaßt ist die Arbeitsweise dieser Vorrichtung folgende: wenn die Welle 1 umläuft, zwingt der Exzenter 5 das Zahnrad 7, in der gleichen Richtung zu kreisen und in der entgegengesetzten Richtung umzulaufen, wobei die Drehung mit wesentlich verringerter Geschwindigkeit stattfindet. Während das Zahnrad 7 derart umläuft und kreist, kreist auch jeder Stift 21, wobei sein vorstehendes Ende 21 innerhalb des zugehörigen Loches 21 in der Platte 40 taumelt. Die wichtigste Tatsache besteht dabei darin» daß stets mehrere Stifte im Eingriff sind.

In dem Ausführungsbeispiel von Fig. 1 sind 35 Zähne 31 und 36 Stifte 21 vorgesehen und demzufolge findet bei jeder Drehung der Antriebswelle 1 beispielsweise in Richtung des Pfeiles E eine Drehung des Zahnrades 7 um eine 1/35 Umdrehung in Richtung des Pfeiles F statt.

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In dem vorstehend beschriebenen Beispiel wurde da» Prinzip der Erfindung dadurch verwirklicht, daß eines der üblicherweise miteinander in Eingriff befindlichen Zahnräder durch eine Anzahl von Eingriffselementen und eine Anzahl von Bewegungsbegrenzungsmitteln ersetzt wurde. Die Eingriffselemente hatten die Form einer Anzahl von Stiften 21, die miteinander verbunden wurden und dadurch eine spezielle Form eines endlosen Transmissionsgliedes, z.B. einer Transmissionskette, bildeten. Die Bewegung8begrenaung3mittel wurden gebildet von den vorstehenden Enden 21* der Stifte 21, die für ein· begrenzte Sehwing- oder Taumelbewegung in Löcher 4l eingriffen, die in FUhrungsplatten 40 angeordnet waren.

Die Bewegungsbegrenzungsirdttel bestehen also stets aus Führungsmitteln, wie den vorstehenden Enden 21·, und Aufnahmeraitteln, wie den Löchern 41.

Anstelle der Stifte 21, die auf einem biegsamen Riemen angeordnet sind, können auch andere Eingriffselemente und Verbindungsglieder vorgesehen werden, beispielsweise in Form der bekannten biegsamen Zahnriemen, von denen ein Abschnitt in Fig. 6 und 7 dargestellt ist. Diese Zahnriemen weisen Zähne 29 auf, die die Eingriffselemente bilden, und können mit einer Anzahl von stiftförmigen VorSprüngen 21' versehen werden, die mit dem Riemen einstückig sein oder aus einem anderen Werkstoff bestehen können.

Die Eingriff»element· und ihre Verbindungsglieder können von Rollenketten oder rollenlosen Ketten besonderer Ausführung gebildet werden, beispielsweise in der Form, wie sie in Fig. 9 und 10 dargestellt sind und im einzelnen später beschrieben werden.

Eine Einzelanalyse wird im folgenden unter Bezugnahme auf die Fig. 1 und 3 durchgeführt.

Fig. 3 ist ein vergrößertes Diagramm, welches den Stift-Eingriff a zyklus in 10°-Intervallen über l8o° (von -90° bis +90°)

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darstellt. Es zeigt im einzelnen die relativen Positionen der Zähne, der Eingriffseleinente (Stifte eines biegsamen endlosen Bandes) und der Bewagungsbegrenzungsmittel (Pührungsstifte und Führungslöcher).

Wie vorher erwähnt, werden die Achsen der Stifte 21 (Eingriffseleinente) in einem Abstand voneinander gehalten, der im wesentlichen gleich der Teilung des Zahnrades 7 ist. Wenn die größte exzentrische Bewegung entlang der Achse OY stattfindet, stehen oberhalb des Durchmessers X-X¹ alle Zähne des Zanrades 7 mit Stiften 21 in Eingriff, während sie unterhalb dieses Durchmessers fortschreitend außer Eingriff kommen. Wenn die Welle 1 in Richtung des Pfeils E rotiert, dreht sich das Zahnrad 7 exzentrisch in der umgekehrten Richtung, also in Richtung des Pfeiles P, mit verringerter Geschwindigkeit.

Alle Mittelpunkte der Stifte 21 liegen auf dem Wälzkreis H"-H-H' des Zahnrades 7, d.h. auf einem Kreis mit dem Radius O¹H gleich dem Zahnrad-Wälzkreisradius.

Die Führungslocher ¹Il sind mit gleichem Abstand um die Mittelachse 0 der Eingangswelle 1 angeordnet d.h. ihre geometrischen Mittelpunkte (also der Schnittpunkt der Linien a-b und c~d in Fig.2) liegen auf dem Kreis G¹'-Q-G¹ (der als Teilkreis definiert ist) mit dem Radius OG, der als Teilkreisradius der Führungsplatte 40 bezeichnet werden soll.

Die Gleichungen sind:

	HG	+ GO	= HO»	+ O¹O
oder	P	+ Rp	= Rs	+ E
oder	P	= Rs	- Rp	+ E
wobei	P	den 1	?eilkre	isabs

Rp den Teilkreisradius der Führungsplatte, Rs den Teilkreisradius des Zahnrades und E die Exzentrizität

bedeuten.

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Da die Anzahl der Löcher 41 gleich der Anzahl der Stifte 21 ist, die mindestens um eins mehr sind als die Anzahl der Zähne 31, berühren verschiedene Stifte 21 ihre Führung»löcher 41 in jedem bestimmten Zeitpunkt an verschiedenen Berührungsstellen. Bei den in Fig. 3 dargestellten Verhältnissen sind diese Berührungspunkte für aufeinanderfolgende Stifte innerhalb des Quadranten YOX mit

KLMNFQRSTD und innerhalb des symmetrischen Quadranten YOX* mit

K L* M¹ N¹ P¹ Q' R' S' T' ü» bezeichnet.

Wenn man alle diese Punkte mit einer imaginären Linie verbindet, erhält man eine Wellenlinie, und wenn das Zahnrad 7 umläuft, ändern die Stifte fortschreitend ihre Berührungssteilen entlang des ümfanges ihrer Führungslöcher 41, so daß diese Wellenlinie kontinuierlich in Richtung des Pfeiles F weiterbewegt wird.

Es ist wichtig, darauf hinzuweisen, daß während des Eingriffs der Stifte und Zähne oberhalb des Durchmessers X-X* (d.h. im wesentlichen über 180°) nur die Stifte, Zähne und Löcher innerhalb des Quadranten YOX lasttragend sind, d.h. im wesentlichen innerhalb nicht mehr als einem Quadranten. Dies ist so, weil bei Bewegung in Richtung F in dem in Fig. 3 festgehaltenen Moment Last nur an den Punkten K, L, M,.....T,U übertragen wird, während in dem symmetrischen Quadranten YOX* die Berührungspunkte L', M',....«tc. offensichtlich, (wie aus Fig.3 ersichtlich) an Stellen entlang des Ümfanges ihres zugehörigen Loches sind, wo keine Last übertragen werden kann*

unter Berücksichtigung der verschiedenen Parameter und durch Berechnung kann eine Form für die Löcher 41 gefunden werden,

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bei welcher ein lastübertragender Eingriff über im wesentlichen einen vollen Quadranten möglich wird, also etwa bis zu einem Viertel der Gesamtzahl von Eingriffselementen und Zähnen.

Die vergrößerte Fig. 2 entspricht der Situation bei 90° in Fig. 3, d.h. ein Stift 21 ist in seinem Loch Ml gehalten, wobei der Punkt H^f der Achse des Stiftes 21 entspricht. Die Linie c-d ist der vorher erwähnte Teilkreis, der die radiale Mittellinie a-b im Punkt G¹ schneidet. Die korrespondierende Lage eines Stiftes 21 bei 0° in Fig. 3 ist durch den gestrichelten Kreis in Fig. 2 dargestellt, wobei der Punkt H die Mittelachse dieses Stiftes bildet.

Beschreibung der Ausführung von Fig. 8

Wie vorher erwähnt, können spezielle und bevorzugte Ausführungen der Eingriffsmittel durch unterschiedliche Ausbildung von Übertragungsketten geschaffen werden, welche entsprechend der Erfindung hergestellt und aufgebaut sind. Solche Spezialketten können mit oder ohne Rollen sein, wobei im ersteren Fall die damit in Eingriff stehenden Zahnräder vorzugsweise Kettenräder sind.

Da rollenlose und alt Rollen versehene Ketten und damit zusammenarbeitende Kettenräder in allen Abmessungen in großen Stücksahlen hergestellt werden, können sie leicht und billig erhalten werden, und ihre Verwendung als Komponente des erfindungsgemäßen Getriebes bildet eine sehr attraktive und vielversprechende Möglichkeit.

Fig. 8 zeigt im Längsschnitt ein einfaches Ausführungsbeispiel der Erfindung, wobei Rollenketten und Kettenräder verwendet werden, obgleich die gleiche Anordnung auch bei anderen Eingriff selementen verwendbar ist.

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FIg. 8 zeigt ein zweistufiges übersetzungsketriebe entsprechend der vorliegenden Erfindung. Bei dieser Ausführung sind zwei stationäre Führungsplatten 40 und 50 durch Abstandshalter 60 und 61 in eineni festen Abstand voneinander gehalten. Die Platten 40 und 50 sind in jeder Hinsicht gleich der Platte 40 in Fi^. 1. Die bei dieser Ausführung verwendete Kette kann rollenlos sein, also beispielsweise die in Fig·. 9 dargestellte Form haben, oder als Rollenkette ausgebildet sein, entsprechend der Ausführung gemäß Fig. 10. Bei Verwendung einer rollenlosen Kette erstrecken sich entsprechend Fig. 9 alle Stifte 21 über die Gliederplatten 71, 73, 75: 72, 74, 7β hinaus, so daß ihre vorstehenden Enden 21' in Führungslöeher entsprechend den Löchern 41 in Platten 40 und 50 eingreifen können.

Zwei weitere Führunesplatten 51 und 52 sind ebenfalls durch Abstandshalter 62 und 63 in einem Abstand voneinander gehalten und an der Abtriebswelle 3 befestigt, so daß sie mit dieser ure die Drehachse X-X umlaufen. Wie bei der ersten Stufe haben die Führungsplatten 51 und 52 Löcher 41, welche die Enden 21' der Stifte 21 der zweiten endlosen Kette aufnehmen und führen.

Die Eingangawelle 1 und die Ausfangswelle 3 sind koaxial angeordnet und drehen sich unabhängig voneinander um die gemeinsame Drehachse X-X. Auf der Welle 1 ist der Exzenter 5 fest angeordnet, und auf der» Exzenter 5 sind, das Zahnrad 7 der ersten Stufe und das Zahnrad 9 der zweiten Stufe _u die zusammen eine Einheit bilden, fiber Lager 67 und 68 drehbar «relapert.

Jede der beiden Stufen entspricht dem in Pig. I dargestellten Getriebe, d.h. das Zahnrad 7 kämmt exzentrisch mit der Kette der ersten Stufe und das Zahnrad 9 kämmt exzentrisch mit der Kette der zweiten Stufe, wobei lediglich der Unterschied besteht, daß die Kette der zweiten Stufe mit den Enden ihrer Stifte 21 in Löcher 4l in den um die Achse X-X umlaufenden Führungsplatte]! 51 und 52 eingreift.

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Es sei angenommen, daß dan Zahnrad 7 der ersten Stufe MO Zähne, die Kette der ersten Stufe ¹H Stifte, das Zahnrad 9 der zweiten Stufe ¹U Zähne und die Kette der zweiten Stufe 42 Stifte hat. Wenn nan zunächst die zweite Stufe für sich betrachtet, so ergibt sich, daß für jede üridrehunn 3er. Sftnrades 9 die Auspaneswelle 3-Λ einer■Umdrehunr zurücklegt. Da .jedoch die Zahnrfider 7 und 9 fest miteinander verbunden sind, dreht sich die Ausgangswelle 3 ir.; wesentlichen rr.it einer Drehzahl, die gleich der Differenz zwischen den Drehgeschwindigkeiten der beiden individuellen Stufen ist, so daß in diesen. Beispiel die übersetzung ins Langsame mit 1:l68O errechnet wurde.

Die Drehrichtung der Ausgangswelle kann gleich der Drehrichtung der Eingangswelle oder entgegengesetzt zu dieser sein, je nachdem, ob die zweite Stufe weniger oder mehr Zähne als die erste Stufe hat, und demzufolge wird in diesen Beispiel die Ausfeangswelle 3 in der entgegengesetzten Richtung umlaufen.

Obgleich ein zweistufiges Getriebe in Verbindung mit Fxr. 8 beschrieben wurde, ist es einleuchtend, daß ein einstufige Getriebe genau so gut möglich ist, indem einfach eine Stufe weggelassen wird.

Beschreibung der Ausführung von Fi^ur 11

Bei einem erfindunpspemäßen Getriebe kann jedes der vier vorher erwähnten Elemente das Eingangs- oder das Ausg&ngsKÜed sein, nämlich der Exzenter, das starre Zahnrad, die Eingriffsmittel (z.B. das endlose biefsaire Band), und die Bewegunpsbegrenzungsinittel. Daher ist das in Verbindung mit Fi?. 8 beschriebene Beispiel nur eine Ausführung dieser Alternativen.

Beispielsweise kann ein einstufiges Getriebe konstruiert werden, bei welchem das (starre) Zahnrad feststeht, d.h. zum Reaktionselement wird, während die gesamte Einheit von Löcher

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enthaltenden Führungsplatten 40 und 50 mittels des Exsenters in eine exzentrisch kreisende und drehende Bewegung versetzt wird. Eine derartige Anordnung bildet die erste Stufe der Ausfünrune, gemäß Fig. 11, welche tatsächlich eine zweistufige Anordnung darstellt, in welcher das erste Zahnrad 7 feststeht und koaxial auf einer hohlen Achse 55 befestigt ist, welche ihrerseits, beispielsweise mittels des Halters 5^» festgehalten wird. Das zweite Zahnrad 9 ist auf einer hohlen Ausgangswelle 3 befestigt, die koaxial zur Achse 513 drehbar gelagert ist. Die Eingan^swelle 1 rotiert koaxial zu den Zahnrädern 7 und 9 und zur Aus.q;angswelle 3 um die gemeinsame Drehachse X-X. Die Führun^splatten 40 und 50 der ersten Stufe und die Führungsplatten 51 und 52 der zweiten Stufe sind fest miteinander verbunden und auch fest auf einer Hohlwelle 42 angeordnet, die ihrerseits drehbar auf dem Exzenter 5 gelagert ist. Die Eingangswelle 1 ist fest mit dem Exzenter 5 verbunden, der nun die aus den Führuneeplatten 40, 50 und 51, 52 der ersten und zweiten Stufe bestehende Einheit exzentrisch dreht. Jede dieser Platten hat die oben beschriebenen Löcher 41, welche die Bewegung der Stifte 21 der endlosen Ketten steuern.

Beschreibung der Ausführung von Fif-ur 12

Bei den bisherigen Ausführungsbeispielen waren alle Zahn- oder Kettenräder, also die Räder 7 und 9, außenverzahnte Räder. Innenverzahnte Zahn- oder Kettenräder können jedoch Gleichermaßen verwendet werden, und in Fig. 12 ist eine Ausführung dargestellt, bei der die Kingangswelle 1 mit dem Exzenter 5 verbunden ist und zwei Plattenpaare 40, 50 bzw. 51, 52 mit Löchern 41 miteinander verbunden sind und um den Exzenter 5 kreisen und rotieren. Die Löcher 41 führen in der vorher beschriebenen Weise die Kettenstifte, die ihrerseits in der beschriebenen Art mit dera feststehenden Innenrac! 7 der ersten Stufe und dem umlaufenden Innenrad 9 der zweiten Stufe kommen,

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welcher:, fest irit der Auspan^swelle 3 verbunden ist. Das Innen-⁴ rad 7 der ernten Stufe kann einen Teil eines stationären Planscbes 57 bilden oder rit diener durch ein rohrförmigen Teil 6Oa verbunden nein. Der Flansch 57 knr.n als Befesti/runrrsplatte für die Vorrichtung dienen, und jede bentttipte Fort", haben und er krnn eine Nabe 58 aufweisen, in welcher die Finra.nf;ovrelle 1 gf.-lar.ßrt ist. Entsprechend kann das umlaufende Tr.nenrad 9 der zweiten Stufe einstückig rit der Ausgangszeile 3 sein oder mit diener durch Bauteile 59 und 62a verbunden werden.

Beschreibung¹ des Ausftthrunfsbeispiels von Fipur 13

Εε ist offensichtlich, daß die Erfindung in einer fast unbegrenzten Anzahl von Fernen und Anordnungen von Komponenten verwirklicht werden kann. Fir.· 13 zei<rt eine besonders nützliche Ausführungsforr.i der Erfindung, wobei die Grund anordnung der Einzelteile im wesentlichen gleich derjenigen von Fig. 8 ist und im Zusammenhang nit dieser vorher in einzelnen beschrieben wurde, obgleich darauf hinzuweisen ist, daß sich d5e Eingangswelie I nun durch zwei Deckel 91 erstreckt und der Abtrieb von dem «ylindrischen Gehäuse 92 gebildet wird, das die gesamte Vorrichtung umgibt und fest mit den die Löcher 41 enthaltenden Führungsplatten 51 und 52 verbunden ist. Die stationären Führungsplatten 40 und 50 der ersten Stufe werden in einem Abstand voneinander gehalten durch einen Distanzring: 60^f, der ein Teil eines Flansches 93 iöt, welcher die Befestigungsplatte der Vorrichtung bilden kann. Ein Nadellaper 95 zwischen dem Distanzring 60' und dem Gehäuse 92 und ein Kugellager 96 zwischen der Einganrswelle 1 und der Platte 52 lagern das Gehäuse 92 in sehr fester und sicherer Weise, während die Eingangswelle 1, auf welcher der Exzenter 5 befestigt ist, sich frei in den Lagern 96 und 97 drehen kann. Die Kettenräder 7 und 9 sind Über ein Nadellager 98 auf den Exzenter 5 gelagert. Die beiden endlosen Ketten, die in jeder Hinsicht gleich den Ketten in der Aus-

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Π P 8 Π 8 / 0 3 7 0

führung preiriäß Fig. 8 sind, wurden der besseren Anschaulichkeit halber weggelassen. Gegengewichte 101 und 102 gleichen den Exzenter 5 und die Kettenräder sowie die Ketten aus.

Beschreibung der Ausführung ^eirS.ß Fi?ur 15

Έη war vorher erwähnt worden, daß jeder der Hauptbestandteile den Ein.p-anf. oder den Ausgang des Getriebes bilden könnte. Bei vorhergehenden Beispielen wurde die exzentrisch kreisende Anordnung von gleichen Komponenten gebildet, beispielsweise in Fig. 8 durch die beiden Zahnräder 7 und 9, in Fig. 11 jedoch durch die Plattenpaare HO, 50 und 51, 52.

Dies ist jedoch keine Bedingung und in der TPt werden unübliche Ergebnisse erzielt, wenn ungleiche Komponenten in den beiden Stufen verwendet werden. Fin derartiges unübliches oder zumindest unerwartetes Ergebnis besteht darin, daß das 0esamtuntersetzungsverhSltni3 des Getriebes nicht weiter verringert, 3ondern im Gegenteil vergrößert wird, d.h. das Verhältnis wird kleiner als dasjenige jeder einzelnen der beiden Stufen, wenn diese für sich betrachtet werden.

Wenn man als Beispiel die im Zusammenhang mit Firr. 8 beschriebene Ausführung wählt, so ist dort das Verhältnis 1:1680.

Wenn nun ungleiche erste und aweite Stufen vorgesehen werden, die jedoch die gleichen Übersetzungsverhältnisse wie in den vorhergehenden Beispiel haben, so würde das unerwartete Endverhältnis von 1:20 errechnet, was tatsächlich etwa die Hälfte der Untersetzung jeder der beiden Stufen ist, wenn diese separat betrachtet werden.

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Diese umgekehrte Anordnung hat verschiedene Vorteile für bestimmte Anwendungsfälle. Wenn die Ausgangswelle 3 angetrieben wird, wirkt die Vorrichtung als Bremse und eine Drehbewegung wird nicht auf die Eingangswelle 1 übertragen« Diese Bremswirkung ist ein Vorteil, weil sie einen Sicherheitsfaktor beispielsweise bei Kränen, Aufzügen und Hebezeugen im allgemeinen darstellt, da im Falle einer Unterbrechung dee Antriebs der Eingangswelle dieser Hebezeuge diese dann nicht ihre Arbeitsrichtung umkehren und Unfälle verursachen können.

Fig. 15 zeigt ein derartiges Beispiel mit Umkehr der Komponenten. Die erste Stufe ist im wesentlichen gleich derjenigen ▼on Fig. 8, während die zweite Stufe gleich derjenigen von Fig. 11 ist. Die exzentrisch kreisende erste Stufe wird von dem Kettenrad 7 gebildet, während die exzentrisch kreisende zweite Stufe Von den Führungsplatten 51 und 52 gebildet wird, wobei das Kettenrad 7 und die Platten 51 und 52 fest miteinander verbunden sind und somit als Einheit kreisend umlaufen. Das stationäre Glied der ersten Stufe ist die Einheit aus den Führungsplatten kö und 50, während der Abtrieb von dem umlaufenden Zahnrad 9 gebildet wird, welches mit der Ausgangswelle 3 verbunden ist. Alle anderen Teile sind gleich denjenigen, die vorstehend in Verbindung mit anderen Ausführungsbeispielen beschrieben wurden» so daß sich eine weitere Erklärung erübrigt.

Besehreibung der Ausführung von Figur 16

Die Ausführung von Fig. 16 1st ein weiteres Beispiel dafür, wie das Prinzip der Erfindung vorteilhaft angewandt oder an alle Arbeiten von !Zahn- oder Kettenradgetrieben angepaftt werden kann. Die Ausführung von Fig. 16 macht die koaxiale Anordnung der Eingangs- und Ausgangswellen eines einstufigen Obersetzungsgetriebes möglich.

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Mit 111 ist das Gehäuse bezeichnet, welches durch einen Deckel 110 abgeschlossen ist, der eine Nabe 112 aufweist, in welcher die Eingangswelle 1 frei drehbar angeordnet ist. Die Eingangswelle 1 liegt koaxial zur Ausgangswelle 3 und ist in dieser frei drehbar gelagert. Die Ausgangswelle 3 ist ihrerseits in der Nabe 113 gelagert, die einen Teil des Gehäuses 111 bildet.

Die Eingangswelle 1 trägt den Excenter 5, auf welchen das Kettenrad 7 wie bei den vorhergehenden Beispielen gelagert ist. Die beiden Führungsplatten 40 und 50 sind fest miteinander verbunden, beispielsweise Mittels Abstandshalter 119, wobei die Platte 40 ringförmig ist und die Platte 50 fest mit der Ausgangswelle 3 verbunden 1st.

In gleichem Abstand von der Drehachse X-X der Eingangs- und Ausgangswellen 1 bzw. 3 und im wesentlichen parallel dazu sind am Deckel 110 zwei zylindrische Stifte 114 und 115 befestigt, die sieh frei durch zwei kreisförmige Löcher 116 und 117 im Kettenrad 7 erstrecken. Die Löcher 116 und 117 sind in gleichem Abstand von der Mitte des Exzenters 5 angeordnet und haben einen Durchmesser, der gleich oder geringfügig größer ist als die Summe des Durehmessers eines dieser Stifte 114, 115 plus der Exzentrizität d«s Exzenters 5.

Wenn der Exzenter 5 umläuft, verhindern die Stifte 114, 115 und die Löcher 116, 117 eine Drehung des Kettenrades 7, gestatten jedoch eine Taumel- oder Schwingbewegung, die zur Folge hat, daß die Zähne dieses Kettenrades 7 fortschreitend in Eingriff mit den Eingriffsmitteln der Erfindung kommen, beispielsweise den Stiften oder Rollen der speziellen erfindungsgemäßen Übertragungskette. Da diese Eingriffsmittel bewegungsbegrenzt innerhalb der Führungslöcher 41 liegen, die wiederum auf den koaxial umlaufenden Platten 40 und 50 angebracht sind, rotieren diese Platten 40, 50 und die damit fest verbundene Abtriebswelle 3 mit der gewünschten verringerten Drehzahl.

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Alle übrigen Teile der Ausführung von Fig;,. 16 sind im wesentlichen gleich denjenigen, die vorstehend in Verbindung mit anderen Ausführungen beschrieben wurden und brauchen daher nicht nochmals beschrieben zu werden. Es sei jedoch darauf hingewiesen, daß die Grundkomponenten der Erfindung auch anders angeordnet werden können, um im wesentlichen die gleichen Ergebnisse wie mit der Ausführung gemäß Fig. 16 zu erreichen.

Beschreibung der Ausführung von Figur 17

Die Ausführung von Fig. 17 ist eine besonders br.a,»ehb&r.e Anordnung für das endlose flexible übertragungsmittel^ wenn dieses die Form einer Kette, insbesondere einen Rollenkette, hat.

Bei einer konventionellen Rollenkette in Ein- oder Mehrrjeihenausführung sind die äußeren Seitenplatte der V.erbin,diuigsglie-_ der stets mit den Stiften vernietet, wodurch^,4^e₄. E^i^Late^le. der Kette zusammengehalten werden.

Um ein derartiges Vernieten zu ermöglichen^ müssen die Stifte, die stets einsatzgehärtet sind, um den Verschleiß gering zu halten, an ihren äußeren Enden weich gehalten^ w^ejt^den^ d₍a_asie sonst nicht vernietet werden können. Des weitere^m|L_ssen die äußeren Enden der Stifte einen verringerten Durchmesser haben, damit sich eine Schulter ergibt, auf welcher sich die Seitenplatte abstützen kann.

Im Hinblick auf diese Notwendigkeiten sind die St,if₍te einübe-_ sonderes Bauteil, und um die Herstellungskosten gering zu hal-_ ten, ist der Konstrukteur auf die Verwendung von handelsüblichen Rollen, Ketten und Stiften angewiesen, die nicht immer ihren Zweck erfüllen.

Wenn der Konstrukteur bei der Konstruktion von erfindungsgemäßen Vorrichtungen eine Form wünscht, bei der die Seitenplatten der Kette außerhalb der Führungsplatten mit den Pührungs-

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löchern 4l liegen, dann könnte die Vernietung der Seitenplatten der Kette mit den Stiften erst stattfinden, wenn die ganze Vorrichtung zusammengebaut ist. Es wäre also nicht möglich, die Kette für sich herzustellen und zusammenzubauen. Dies ist selbstverständlich äußerst unerwünscht.

Um eine vollständige Konstruktionsfreiheit zu haben, wenn eine Rollenkette verwendet werden soll, werden alle Nietverbindungen bei der Kette vermieden. Dadurch kann der Konstrukteur gehärtete Standard-Stahlstangen verwenden, die auf 5ede Länge abgeschnitten werden, die nötig ist, um die Stifte zu bilden. Die Enden brauchen nicht weich zu sein und auch keinen Absatz aufzuweisen. Die Seitenplatten der Kette sitzen lediglich lose mit einem Laufeitζ auf den Enden der Stifte.

Die Kette, die aus einer Vielzahl von Seitenplatten und Rollen auf den Stiften in praktisch jeder Form bestehen, um die Bedürfnisse des Konstrukteurs zu erfüllen, wird in der aus Pig. 17 ersichtlichen Weise zusammengehalten, welche ein einstufiges Getriebe zeigt. Bei dieser Anordnung sind eine Führungsplatte 40 und ein Kettenrad 7 bzw. 7' auf jeder Seite der Platte 40 vorgesehen, wobei die beiden Räder 7» 7' fest miteinander verbunden sind, beispielsweise durch die Splinte 120 und eine Madenschraube 121. Die Kett· besteht aus Seitenplatten 171, 173, Rollen 122, 123, 124 (eine für jedee Kettenrad 7 und 7¹ und ein· für die Führungsplatte 40), und weiteren Seitenplatten 174, 172, die Alle auf einem Stift 21 angeordnet sind, der nur geringfügig länger ist als die Gesamtdicke dieses auf ihm angeordneten Pakets.

Um ein Abrutschen der Seitenplatten von den Enden des Stiftes zu verhindern, was ein vollständiges Zerlegen der Kette zur Folg· hätte, ist jeweils eine kreisförmige Stahlscheibe 125, 125' konzentrisch auf der Außenfläche jedes Kettenrades 7, 7' befestigt. D«r Radius der Scheiben ist so groß wie der äußer· Punkt der Kette, wenn si· Ihren äußersten größten Ab-

η 9 a ο 8 / ο 3 7 ο

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stand von dem Mittelpunkt des Kettenrades erreicht hat, also wenn zwei Rollen 122, 124 über die Spitze eines Zahnes der Zahnräder 7, 7' laufen.

Die Scheiben 125, 125' sind axial gerade so weit von den Zähnen der Zahnräder 7, 7' entfernt, daß ausreichender Platz für die Seitenplatten 171» 173 bzw. 172, 174 der Kette zwischen den Zähnen und den Scheiben vorhanden ist, um eine freie Eewegung in radialer Richtung zuzulassen.

Vorzugsweise wird auf den äußeren Enden jedes Stiftes 21 nach dem Aufschieben der äußeren Seitenplatten 171» 172 eine tellerartige Beilagscheibe 126 aufgesetzt, deren Spitze nach innen zeigt, um die gesamte Ketteneinheit mit geringer Vorspannung in ihrer Stellung zu halten, wobei durch Durchbiegen der Beilagscheiben 126 ein Spiel in radialer Richtung auf den Stiften 21 ermöglicht wird.

Durch diese Art des Zusammenbaus der Kette ist es auch möglich, auf sehr einfache Weise Einheiten zu konstruieren, bei denen die Anzahl der Kettenräder und der Führungsplatten verdoppelt wird, um die Leistungsfähigkeit der Vorrichtung zu erhöhen, und zwar einzig dadurch, daß man die Stifte entsprechend lang macht. Dies gibt dem Konstrukteur eine fast unbegrenzte Freiheit in seinen Konstruktionen.

Die äußeren Scheiben 125, 125' können an irgendeinem außen liegenden Teil der Vorrichtung, entweder dem Zahnrad oder der Führungsplatte befestigt werden.

Es sei darauf hingewiesen, daß in Fig. 17 die Eingangswelle, der Exzenter und alle Lager weggelassen wurden. Die Scheiben 125, 125' sind jedoch mit großen öffnungen 127 versehen, welche die genannten Teile aufnehmen können und einen Zugang zu der Schraube 121 ermöglichen.

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Alternative Ausführungen der bewegungsbegrenzenden Mittel

Wie wiederholt erwähnt, bestehen die bewegungsbegrenzenden Mittel aus Führungsmittein, die für eine begrenzte Bewegung innerhalb von Aufnahmemitteln angeordnet sind. In den vorstehend beschriebenen Ausführungen wurde es als praktisch angesehen, die Führungsmittel auf den Eingriffselementen anzubringen, beispielsweise in Form der vorstehenden Enden 21' der Eingriffsstifte 21. Dies ist jedoch nicht die einzige Möglichkeit. Vielmehr können auch die Aufnahmemittel (z.B. Löcher) an den Eingriffsmitteln und die Führungsmittel (z.B. Stifte) an einer Platte angebracht werden. Es ist daher genau so gut möglich, die Führungsmittel, beispielsweise Stifte, auf den Platten und die Aufnahmemittel, beispielsweise Löcher, an den Eingriffsmitteln oder einem damit verbundenen Teil anzuordnen, beispielsweise an den Übertragungsketten oder anderen flexiblen Transmissionsgliedern.

Um dies durchzuführen, ist es zwfcckm_äßig, die Größe der Gliederplatten der Ketten zu vergrößern, beispielsweise in der in Fig. 14 gezeigten Art, in welcher die Gliederplatten 72' und 76' zu einer etwa trapezförmigen Form erweitert wurden, um Platz für die Führungslöcher 41 zu schaffen.

Die etwa trapezförmige Form dieser Gliederplatten hat den weiteren Vorteil, daß sie, obgleich sie das Biegen zwischen benachbarten Platten innerhalb gewünschter Grenzen zuläßt, die Kettenschleife in einer mehr oder weniger kreisförmigen Form hält, d.h. sie verhindert das vollständige Zusammenfallen der Kette, was in manchen'Anwendungsfällen sehr erwünscht sein kann.

Während das Übliche Verbindungsglied 74 eine Biegung der Kette in einer Richtung zuläßt, gestatten zwei aufeinanderfolgende Kanten 172 und 176 nur eine begrenzte Biegung in der anderen

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Richtung, und es ist keine weitere Biegung möglich, wenn zwei benachbarte Kanten 172 und 176 aneinander anliegen, wie dies in FIc-.. I¹JA dargestellt ist. Es ist offensichtlich, daß zur Erreichung des gewünschten Zweckes die Form und die Abmessungen der trapezförmigen Glieder 72' und 76' sorgfältig ausgewählt werden müssen.

Tn allen dargestellten Ausführunfrsbeispielen können die vorstehenden ^nden 21» der Stifte 21 durch jede andere Art von Führuncselementen ersetzt werden, die durch irgendeine Art von Aufnahmemitteln anstelle der Löcher 41 geführt sind, um die einzelnen Eingriffselemente hinsichtlich ihrer Bewegung zu führen und zu begrenzen.

Beispielsweise können Rollen auf den vorstehenden Enden 21^f aufgesetzt werden, wie die Rollen 121' in ¹PIp:. 10, wodurch die Reibung" zwischen diesen Führungselemente^ und den zugehörigen Aufnahmemitteln, beispielsweise den Löchern ¹Il, verringert wird.

In den vorstehend beschriebenen Beispielen war ein Stift und ein Loch pro Eingriffselement (z.B. Stift 21) vorgesehen, was in den meisten Fällen ausreichend, jedoch für die Erfindung nicht wesentlich ist. Es ist auch möglich, daß ein Führungselement und ein Aufnahnemittel nur für jedes zweite oder jedes dritte Kettenglied vorgesehen wird, d.h. die Anzahl der Führungsmittel braucht nieht gleich der Anzahl der Eingriff3elemente zu sein.

Die physische Anordnung solcher Führungsmittel entlang oder an den nachgiebigen Ketten oder Riemen und/oder an einem Tragelement, beispielsweise den Führungsplatten ¹JO, 50, kann entsprechend den Erfordernissen oder Wünschen gewählt werden.

Wenn nur ein Segment eines Zahn- oder Kettenrades in einer Vorrichtung verwendet wird, beispielsweise eine Vorrichtung

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zur Erteilung; einer Schwing- oder hin- und hergehenden Bewegung, brauchen die Eingriffselemente nicht auf einem endlosen Bauteil angeordnet zu werden oder ein solches bilden, vielmehr genügt ein Abschnitt eines solchen ßauteil3.

Wie wiederholt festgestellt, können alle Arten von Übersetzungsgetrieben dem Erfindungsprinzip angepaßt oder entsprechend diesem verändert werden.

Ganz allgemein ausgedrückt sind die in dem Rahmen dieser Erfindung fallenden Konstruktionen anwendbar bei allen Arten von Getriebzügen, Drehmomentwandlung, Übersetzungsgetrieben und dergleichen, wo nicht nur Zahnräder, sondern auch andere Arten und Formen von drehmomentübertragenden Elementen angewandt werden. Immer dann, wenn ein mehrzahniger oder über einen größeren Winkel benötigter Eingriff gewünscht wird, können übliche Zahnräder, Kettenräder, Riemenscheiben, Räder, Riemen und dergleichen in vielen Fällen mit Vorteil durch die Fingriff smitt el und die Bewegungsbegrenzuncsmittel entsprechend der vorliegenden Erfindung; ersetzt werden.

Cs sei noch darauf hingewiesen, daß bei üblicher Anwendung von Ketten die Schmierung schwierig ist und umso schwieriger wird, je höher die Geschwindigkeit der Kette X3t, da die Schmiermittel aufgrund der Fliehkraft weggeschleudert werden. Bei den erfindungsgemäßen Vorrichtungen dagegen bewegt sich die Kette nur mit geringen Geschwindigkeiten und da die Zentrifugalkräfte klein sind, wird die Schmierung einfacher. In besonders schwierigen PSllen, und wenn es die Größe der Kettenglieder zuläßt, ist es immer noch moVlich, rohrförmig Kettenstifte mit geeigneten kleineren Löchern an den gewünschten Stellen zu verwenden, um eine Druckschmierung der Kette durch Zuführung von Schmiermitteln zu diesen rohrförmigen Kettenstiften über flexible Rohre, die mit einem zentralen Schmiermittelbehälter in Verbindung stehen, zu erreichen. Diese sehr bequeme Schmiermethode wird möglich, da die Kette tatsächlich nur kreist oder in der zweiten Stufe nur mit sehr geringer Geschwindigkeit umläuft.

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Da die Form, Größe und Ausbildung jeder der verschiedenen Teile, Elemente und Einheiten, wie auch die Anordnungen zur Lagerung, derselben und Verbindung derselben von den jeweiligen Gegebenheiten abhängt, ist es daher nicht beabsichtigt, irgendwelche Änderungen, alternative Anordnungen und dergleichen als außerhalb des Rahmens der Erfindung liegend anzusehen. So soll der vorstehend verwendete Begriff "Zahnradmittel" jede Art von Sahnradkonstruktionen oder Rädern jeder Länge und jedes Radius umfassen, die mit komplementären Abschnitten zum Zusammenwirken mit den Eingriffselementen versehen sind. Der Begriff "Führungsplatte" soll jede Konstruktion umfassen, welche die benötigte Anzahl von bewegungsbegrenzenden Mitteln aufweist, er ist also nicht auf eine ebene Platte beschränkt.

- Patentansprüche -

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Claims

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Patentansprüche

sssssssrssxssssxsssssssssssss

Getriebe mit Exzentermitteln, Zahnrädern und Eingriffsmitteln, gekennzeichnet dadurch, daß die Eingriffsmittel (21,29,25,71,72,73,74) in der Form einer Anzahl von individuell beweglichen Eingriffselementen (21,29) ist, daß das oder die Zahnräder (7,9,122,124) mit Abschnitten (31) versehen ist bzw. sind, die mit den Eingriffselementen komplementär sind, und daß die Exzentermittel (5) so angeordnet sind, daß sie die Eingriffselemente (21) nacheinander taumelnd in und außer Eingriff mit den komplementären Abschnitten (31) bewegen, während diese Elemente einzeln in bestimmten Grenzen der Taumelbewegung durch Bewegungsbegrenzungsmittel (21',12I¹, 123 und 41, sowie 4O,5O,51,52,72^T und 76') geführt sind.

2. Getriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Eingriff selemente flexibel miteinander verbunden sind.

3. Getriebe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die flexible Verbindung durch Scharniermittel (71,72,73,74) erfolgt.

4. Getriebe nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Elemente zur Bildung eines einzigen biegsamen Gliedes (25) miteinander verbunden sind.

5. Getriebe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das biegsame Glied die Form einer Übertragungskette hat.

6. Getriebe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das biegsame Glied die Form mindestens eines kontinuierlichen Riemens (25) hat, von dem die Eingriffselemente (29) vorstehen.

7. Getriebe nach einem oder mehreren der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das biegsame Glied endlos ist.

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δ. Getriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 7» dadurch gekennzeichnet, daß die Eingriffselemente von Stiften (21) gebildet sind.

9. Getriebe nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Zahnräder Zähne (31) aufweisen, die mit den Stiften (21) in Eingriff stehen oder kommen.

10. Getriebe nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Stifte (21) Rollen (122,124) tragen.

11. Getriebe nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Eingriffselemente zahnförmig sind und daß die Zahnräder komplementäre Aussparungen zur Aufnahme der Zähne aufweisen.

12. Getriebe nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewegungsbegrenzungsmittel Führungsmittel (21') aufweisen, die mit Aufnahmemitteln (41) zusammenwirken, welche die Führungsmittel (21¹) innerhalb vorbestimmter Grenzen führen und halten.

13. Getriebe nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß von den Aufnahmemitteln und den Führungsmitteln das eine an den Eingriffsmitteln und das andere an einer Führungsplatte (40,50,51,52,72«,76«) angeordnet ist.

14. Getriebe nach Anspruch 13> dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsmittel Stifte (21') aufweisen und die Aufnahmemittel von öffnungen (41) gebildet sind, welche die Stifte aufnehmen und führen zwecke Bewegung innerhalb der vorbestimmten Grenzen.

15. Getriebe nach Anspruch 14, gekennzeichnet dadurch, daß die Stifte Rollen (121·,123) tragen.

16. Getriebe nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsstifte (21^f) an den Eingriffsmitteln (21) angebracht sind.

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17. Getriebe nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsstifte (21') einstückig mit den die Eingriffselemente bildenden Stiften (21) sind und durch Kettengliederplatten (71,72,73,74,171,172,173,174) mit benachbarten Stiften verbunden 3ind.

18. Getriebe nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß diese integrierten Stifte die Kettenplatten an ihren Enden tragen, welche über die Führungsplatte (40) bzw. die Zahnräder (7,7^f) hinausstehen (Fig.17).

19. Getriebe nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß eine Scheibe (125,125*) nahe den vorstehenden Enden der Stifte (21) auf jeder Seite vorgesehen sind, um eine Längsbewegung der Stifte zu begrenzen.

20. Getriebe nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß an jedem vorstehenden Ende jedes Stiftes (21) zwischen den Kettengliederplatten (171,173 bzw. 172,174) und der Scheibe (125 bzw. 125') eine Tellerfeder (26) angebracht ist.

21. Getriebe nach Anspruch 19 oder 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheiben (125,125') einstückig mit der Führungsplatte bzw. dem Zahnrad (7,7') sind.

22. Getriebe nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungestifte von der Führungsplatte getragen sind und daß die Kingriffselemente der Eingriffsmittel einzelne Segmentplatten (72',76') tragen, von denen jede eine Aufnahmeöffnung (4l) enthält.

23. Getriebe nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß eine Zuführleitung für unter Druck stehendes Schmiermittel mit mindestens einigen der Eingriffselemente durch flexible Leitungen verbunden ist.

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24. Getriebe nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 23« dadurch gekennzeichnet, daß die Zahnräder und die Eingriff smittel einander exzentrisch umgeben.

25. Getriebe nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 2¹I, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzahl der Eingriffselemente von der Anzahl der komplementären Abschnitte an den Zahnrädern abweicht.

26. Getriebe nach Anspruch 25» dadurch gekennzeichnet, daß die Anzahl der Ringriffselemente um eins von der Anzahl der komplementären Abschnitte abweicht.

27. Getriebe, bestehend aus Rädern und Eingriffsmitteln, dadurch gekennzeichnet, daß die Eingriffsmittel von einer Anzahl von individuell beweglichen Elementen gebildet sind, die in taumelnde Bewegung setsbar sind, um in und außer Eingriff mit in Umfangsriehtung aufeinanderfolgenden Abschnitten der Räder zu kommen, während sie durch Bewegungsbegrenzungsmittel innerhalb bestimmter Grenzen geführt sind.

28. Getriebe nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 27» dadurch gekennzeichnet, daß von den vier Elenenten: Excenter, Eingriffsmittel, Zahnradmittel und Bewegungsbegreneungsmittel ein Element eine Eingangswell· (1) und ein anderes eine Ausgangswelle (3»92) bildet.

29. Getriebe nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, daß eines der anderen Elenente durch den Exzenter in exzentrische Taumelbewegung versetzbar ist, während es gegen Drehung gehalten ist.

30. Getriebe nach Anspruch 29» dadurch gekennzeichnet, daß ein Stator (110) und eines (7) der Elemente zwischen sich Mittel zur Verhinderung einer Drehung tragen, welche in der Form eines Stiftes (11*,115) sind, der an eine» Ende

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festgelegt ist und am anderen Ende in ein Loch (116,117) eingreift, das groß genug ist, um die exzentrische Bewegung dieses Elements zu gestatten.

31. Zweistufengetriebe mit zwei Einzelgetrieben entsprechend einem oder mehreren der Ansprüche 28 und 30, wobei der Ausgang des einen Getriebes antriebsmäßig mit dem Eingang des anderen Getriebes verbunden ist.

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