DE3708149C1

DE3708149C1 - Gear mechanism

Info

Publication number: DE3708149C1
Application number: DE19873708149
Authority: DE
Inventors: Viktor Sieverding
Original assignee: A Friedrich Flender AG
Current assignee: A Friedrich Flender AG
Priority date: 1987-03-13
Filing date: 1987-03-13
Publication date: 1988-09-01

Abstract

The invention relates to a gear mechanism in which the distance between the input shaft and the output shaft and their angular position relative to the axis of rotation of an intermediate shaft can be varied.

Description

Die Erfindung betrifft ein Zahnradgetriebe gemäß dem Oberbegriff des Anspru ches 1.The invention relates to a gear transmission according to the preamble of claim ches 1.

Das gattungsbildende Zahnradgetriebe ist aus DE-PS 61 627 bekannt, bei dem die Antriebswelle und die Abtriebswelle sich zueinander schränken können. Damit der Zahneingriff hier bei nicht gestört wird, ist das Antriebsritzel auf der Antriebswelle mittels einer Kreuzgelenkkupplung sphärisch einstellbar, drehfest gekoppelt. Dieses Antriebsritzel kämmt mit einem Zwischenzahnrad, welches seinerseits mit einem fest auf der Ab triebswelle angeordneten Abtriebszahnrad im Eingriff steht. Das Zwischenzahnrad ist auf ei nem ersten Lenker gelagert, der einerseits auf der Abtriebswelle drehbar gelagert ist und der andererseits schwenkbar mit einem zweiten Lenker verbunden ist, der sich an einem Rahmen abstützt, in dem auch die Abtriebswelle gelagert ist. Mittels des ersten Lenkers wird der Achsabstand zwischen Ab triebszahnrad und Zwischenzahnrad, so wie deren Winkellage zu einander immer gleich gehalten. Durch die einseitige Abstützung des ersten Lenkers im Rahmen, in dem auch die Abtriebsachse gelagert ist, ist der Abstand zwischen Antriebsritzel und Abtriebszahnrad immer gleich. Lediglich die Winkellage von Antriebs- zur Abtriebswelle kann sich verändern.The generic gear transmission is known from DE-PS 61 627, in which the drive shaft and the output shaft can restrict each other. So that the meshing here if not disturbed, the drive pinion on the drive shaft is by means of a Universal joint coupling spherically adjustable, rotatably coupled. This drive sprocket meshes with an intermediate gear, which in turn has a fixed downward drive shaft arranged output gear is engaged. The intermediate gear is on egg Nem first link mounted, which is rotatably mounted on the one hand on the output shaft and which, on the other hand, is pivotally connected to a second handlebar which adjoins supports a frame in which the output shaft is also mounted. By means of the the first driver is the center distance between Ab drive gear and intermediate gear, as well as their angular position to each other always the same held. Through the one-sided support of the first handlebar in the frame in which the output shaft is also mounted the distance between the drive pinion and the output gear is always the same. Only the angular position of the input shaft to the output shaft can change.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Zahnradgetriebe der bekannten Art derart weiterzubilden, daß der Achsabstand zwischen An- und Abtriebsrad so wie deren axiale Lage zueinander variierbar ist.The invention has for its object a gear transmission of the known Kind in such a way that the center distance between the input and output gear so how the axial position of each other can be varied.

Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichen des Anspruches 1 angegebenen Merk male gelöst.This object is achieved by the specified in the characterizing part of claim 1 times solved.

Durch die gelenkige Verbindung der Lenker der Antriebswelle und der Abtriebs welle untereinander können die Lenker unterschiedliche Winkelstellungen zuein ander einnehmen, wodurch sich unterschiedliche Achsabstände ergeben. Die ku gelbeweglichen Verbindungen der Antriebswelle und der Abtriebswelle mit dem An triebsritzel bzw. Abtriebsrad ermöglichen größere Winkelausschläge der An triebs- und Abtriebswelle. Durch die kugelgelenkigen Verbindungen der An- und Abtriebsräder mit den Wellen in Verbindung mit einem variierbaren Achsabstand können sich Antriebswelle und Abtriebswelle zueinander axial verschieben und verdrehen, ohne daß es zu Störungen in der Getriebefunktion kommt.
Due to the articulated connection of the handlebars of the drive shaft and the output shaft with each other, the handlebars can take different angular positions to each other, which results in different center distances. The ball-and-socket connections of the drive shaft and the output shaft with the drive pinion or driven wheel enable larger angular deflections of the drive and output shaft. Due to the ball-and-socket connections of the input and output wheels to the shafts in connection with a variable center distance, the drive shaft and the output shaft can move and twist axially with respect to one another without interfering with the transmission function.

Zwar ist aus DE-AS 25 00 583 eine kugelbewegliche Verbindung eines Zahnrades mit einer Welle zum Ausgleich von Winkel- und Taumelbewegungen dieser Welle bekannt, also zum Ausgleich von Fehlern, jedoch ist hieraus nicht abzuleiten, wie der Abstand zwischen einer An- und Abtriebswelle mit dieser Konstruktion variiert werden kann.From DE-AS 25 00 583 is a ball-movable connection of a gear a wave to compensate for angular and wobbling movements of this wave, So to compensate for errors, but it cannot be derived from this how the Distance between an input and output shaft varies with this design can be.

Aus DE-PS 6 14 431 ist ferner ein Zahnradgetriebe bekannt, bei dem Zahnräder eine veränderliche Lage zueinander haben können. Der Antrieb erfolgt von einem auf der Antriebswelle angeordneten Zahnrad über ein Zwischen rad, welches über einen Lenker, der auf der Antriebswelle drehbar gelagert ist, auf Abstand gehalten wird. Das Zwischenrad kämmt seinerseits mit einem Innenzahnkranz und wird mittels eines zweiten Lenkers, der zur Drehachse des Innenzahnkranzes und zur Achse des Zwischenrades drehbar gelagert ist, auf konstantem Abstand gehalten. Die beiden Lenker sind in einem Winkel zueinander angeordnet, so daß durch Ungenauigkeiten bedingte Verlagerungen der Drehachsen von Antrieb und Abtrieb zueinander durch Verschwenken der beiden Lenker zueinander ausgeglichen werden. Somit kann immer ein korrekter Zahneingriff auf rechterhalten werden. Mit einem derartigen Getriebe können wohl Achsabstandsän derungen zwischen Antrieb und Abtrieb ausgeglichen werden, es ist aber nicht in der Lage, ein Verschränken dieser Achsen zueinander auszugleichen.From DE-PS 6 14 431 a gear transmission is also known in the gears can have a mutually variable position. The drive takes place from a gear arranged on the drive shaft via an intermediate wheel, which via a handlebar, which is rotatably mounted on the drive shaft, is kept at a distance. The intermediate wheel in turn combs with an internal ring gear and is by means of a second link, which is the axis of rotation of the internal ring gear and is rotatably mounted to the axis of the intermediate gear kept constant distance. The two handlebars are at an angle to each other arranged so that displacements of the axes of rotation due to inaccuracies of drive and output to each other by pivoting the two links be balanced against each other. Thus, a correct tooth mesh can always be found be maintained. With such a transmission, axle spacing can probably be achieved changes between drive and output are balanced, but it is not in able to compensate for the interlacing of these axes.

Weitere Ausgestaltungen können den Unteransprüchen entnommen werden.Further configurations can be found in the subclaims.

Die Erfindung wird anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigtThe invention is explained in more detail with reference to the drawing. It shows

Fig. 1 einen Schnitt durch ein zweistufiges Zahnradgetriebe; Fig. 1 shows a section through a two-stage gear transmission;

Fig. 2 eine schematische Seitenansicht des in Fig. 1 dargestellten Zahnradgetriebes. Fig. 2 is a schematic side view of the gear transmission shown in Fig. 1.

In den Fig. 1 und 2 ist ein Ausführungsbeispiel dargestellt. Hierbei erfolgt der Antrieb über die Antriebswelle 1, auf der eine Balligzahnkupplung 8 dreh- und axialfest angeordnet ist. Die Balligzahnkupplung steht mit einem Antriebsritzel 2 in Formschluß. Das Ritzel 2 wird gleichzeitig über zwei beidseitig zur Kupp lungsverzahnung angeordnete sphärische Lager 7 abgestützt. Die Balligzahnkupp lung und die sphärischen Lager haben einen gemeinsamen Schwenkpunkt 6. Das An triebsritzel 2 steht mit einem Zwischenzahnrad 3 im Eingriff. Das Zwischenzahn rad 3 ist auf einer Schwenkachse 5 gelagert. Mittels beidseitig angeordneter Lenker 4 und auf dem Antriebsritzel angeordneter Lager 9 wird das Zwischenzahn rad zum Antriebsritzel stets auf gleichem Abstand gehalten.In Figs. 1 and 2, an embodiment is illustrated. Here, the drive takes place via the drive shaft 1 , on which a spherical tooth coupling 8 is arranged in a rotationally and axially fixed manner. The spherical tooth coupling is in positive engagement with a drive pinion 2 . The pinion 2 is supported simultaneously via two spherical bearings 7 arranged on both sides for coupling toothing. The spherical tooth coupling and the spherical bearings have a common pivot point 6 . The drive pinion 2 is in engagement with an intermediate gear 3 . The intermediate tooth wheel 3 is mounted on a pivot axis 5 . By means of arms 4 arranged on both sides and arranged on the drive pinion bearing 9 , the intermediate tooth wheel to the drive pinion is always kept at the same distance.

Die Abtriebswelle 11 trägt in ähnlicher Weise wie die Antriebswelle 1 ein Abtriebsrad 12, welches über die Balligzahnkupplung 18 und die beidseitig zur Kupplungsverzahnung angeordneten sphärischen Lager 17 um den Schwenk punkt 16 schwenkbar zur Abtriebswelle angeordnet ist. Das Abtriebsrad 12 steht mit dem Zwischenzahnritzel 13 im Eingriff, das drehfest an dem Zwischenzahn rad 3 angeordnet ist. Gleichzeitig ist die Schwenkachse 5 über Lenker 14 und Lager 19 mit dem Abtriebsrad 12 schwenkbar verbunden. Die Schwenkachse 5 ist in den Lenkern 4 schwenkbar gelagert. Die Lenker 4 und 14 und die Verbin dungslinie 15 der Schwenkpunkte 6 und 16 bilden ein Dreieck (Fig. 2). Bei einer Achsabstandsänderung zwischen Antriebswelle und Abtriebswelle verschwenken die Lenker 4 und 14 um die Schwenkachse 5, wodurch der Winkel zwischen den Len kern 4 und 14 sich verändert. Der Zahneingriff bleibt aber jederzeit unge stört erhalten. Auch kann die Antriebswelle 1 um den Schwenkpunkt 6 und die Ab triebswelle 11 um den Schwenkpunkt 16 jederzeit verschwenken, ohne daß es im Zahneingriff Störungen gibt. Die Winkelabweichungen werden durch die Ballig zahnkupplungen und die sphärischen Lager aufgenommen.The output shaft 11 carries in a similar manner as the drive shaft 1, an output gear 12 which is arranged via the spherical tooth coupling 18 and the spherical bearing 17 arranged on both sides for coupling teeth about the pivot point 16 pivotally to the output shaft. The driven wheel 12 is in engagement with the intermediate toothed pinion 13 , which is arranged on the intermediate toothed wheel 3 in a rotationally fixed manner. At the same time, the pivot axis 5 is pivotally connected to the driven wheel 12 via the link 14 and bearing 19 . The pivot axis 5 is pivotally mounted in the links 4 . The handlebars 4 and 14 and the connec tion line 15 of the pivot points 6 and 16 form a triangle ( Fig. 2). In a center distance change between the drive shaft and output shaft, the link 4 and 14 pivot about the pivot axis 5 , whereby the angle between the Len core 4 and 14 changes. The tooth mesh remains undisturbed at all times. Also, the drive shaft 1 about the pivot point 6 and from the drive shaft 11 can pivot about the pivot point 16 at any time without there being interference in the meshing. The angular deviations are absorbed by the spherical tooth couplings and the spherical bearings.

Es ist vorteilhaft, die Lenker 4 mittels eines Steges 10 zu verbinden, um dem System mehr Steifigkeit zu verleihen, so daß die Schwenkachse 5 zum Antriebs ritzel 2 stets parallel geführt wird. Die Lenker 14 sind mit der Schwenkachse 5 fest verschraubt, so daß die Lenker 14 nur gemeinsam schwenken können und das Zwischenzahnritzel 13 und das Abtriebsrad 12 ohne Flankenrichtungsfehler mitein ander kämmen. Es ist vorteilhaft, auch die Lenker 14 mittels eines Steges 21 zu verbinden und so einstückig zu gestalten, um noch mehr Steifigkeit zu erhalten.It is advantageous to connect the handlebar 4 by means of a web 10 to give the system more rigidity, so that the pivot axis 5 to the drive pinion 2 is always guided in parallel. The link 14 are screwed to the pivot axis 5 so that the link 14 can only pivot together and intermesh the intermediate pinion 13 and the driven gear 12 without flank direction errors. It is advantageous to also connect the handlebars 14 by means of a web 21 and thus to design them in one piece in order to obtain even more rigidity.

Das Zahnradgetriebe kann sich um die Verbindungslinie 15 der Schwenkpunkte 6 und 16 verschwenken. Um einer ungewollten und unerwünschten großen Verschwenkung gegenüber der Antriebswelle 1 und der Abtriebswelle 11 vorzubeugen, kann bei spielsweise zwischen der Abtriebswelle 11 und dem Abtriebsrad 12 eine elastische Feder 20, z. B. Federring, angeordnet werden, die immer bestrebt ist, das Gelenkge triebe in Mittellage zu halten. Die Feder 20 kann aus Gummi oder dergl. beste hen. Eine ähnliche Feder könnte auch zwischen Antriebswelle und Antriebsritzel angeordnet werden. Des weiteren wäre es denkbar, zwischen der Nabe einer Bal ligzahnkupplung und dem Außenring eines sphärischen Lagers einen tellerfederar tigen Ring anzuordnen, der durch seine Federkraft bestrebt ist, einem Verschwen ken der sphärisch gelagerten Teile zueinander entgegenzuwirken. Eine zuvor be schriebene elastische Feder aus Gummi hätte noch den Vorteil, daß auftretende Schwingbewegungen gedämpft werden. Auch können noch andere Schwingungsdämpfer vorgesehen werden, die ein Schwingen des Zahnradgetriebes um die Verbindungs linie 15 aufnehmen und dämpfen.The gear transmission can pivot about the connecting line 15 of the pivot points 6 and 16 . To prevent an unwanted and undesirable large pivoting relative to the drive shaft 1 and the output shaft 11 , can for example between the output shaft 11 and the driven gear 12, an elastic spring 20 , z. B. spring washer can be arranged, which always strives to keep the articulated gear in the middle position. The spring 20 can be made of rubber or the like. A similar spring could also be arranged between the drive shaft and drive pinion. Furthermore, it would be conceivable to arrange a tellerfederar term ring between the hub of a Bal ligzahnkupplung and the outer ring of a spherical bearing, which strives through its spring force to counteract a pivoting of the spherically mounted parts to each other. A previously written elastic spring made of rubber would still have the advantage that vibrations occurring are damped. Other vibration dampers can also be provided, which absorb and dampen a swinging of the gear transmission around the connecting line 15 .

In dem zuvor beschriebenen Beispiel wird ein zweistufiges Zahnradgetriebe be schrieben, welches auch alle wesentlichen Merkmale der Erfindung enthält. Es ist natürlich denkbar und möglich, auch drei- und mehrstufige Getriebe entsprechend der Erfindung auszuführen. Die weiteren Getriebestufen sind zwischen der Schwenkachse 5 und der Antriebswelle 1 oder der Abtriebswelle 11 anzuordnen. Die Funktion eines derartigen Getriebes ist ähnlich der beim Ausführungsbeispiel.In the example described above, a two-stage gear transmission is described, which also contains all the essential features of the invention. It is of course conceivable and possible to also design three-stage and multi-stage transmissions according to the invention. The other gear stages are to be arranged between the pivot axis 5 and the drive shaft 1 or the output shaft 11 . The function of such a transmission is similar to that in the exemplary embodiment.

Da die auftretenden Getriebekräfte von den Lenkern aufgenommen werden, kann ein zugehöriges Getriebegehäuse leicht und dünnwandig ausgeführt werden, wodurch Ge wichts- und Kostenersparnisse zu erzielen sind. Das Gehäuse hätte im wesentli chen nur die Funktion, den Schmierstoff zu beherbergen, zu kühlen und Schmutz von den Zahnrädern fernzuhalten.Since the occurring gear forces are absorbed by the handlebars, a associated gear housing can be made light and thin-walled, whereby Ge weight and cost savings can be achieved. The housing would have essentially only the function of housing the lubricant, cooling and dirt to keep away from the gears.

Claims

1. Gear transmission comprising an input shaft (1) on which a rotationally fixed and about a pivot point (6) spherically adjustable drive pinion (2), which meshes with an intermediate gear (3, 13), which with one on an output shaft (11) non-rotatably arranged output gear ( 12 ) is engaged and rotatably mounted in a first link ( 14 ) which is rotatably connected to the output shaft ( 11 ) and which is pivotally connected by a second link ( 4 ) about a pivot axis ( 5 ) , characterized in that

a) the output gear ( 12 ) is spherically adjustable about a pivot point ( 16 ) on the output shaft ( 11 ),
b) the first link ( 14 ) is rotatably mounted on the driven gear ( 12 ),
c) the second link ( 4 ) is rotatably mounted on the spherically adjustable drive pinion ( 2 ),
d) the pivot axis ( 5 ) lies outside a plane which runs through the pivot points ( 6, 16 ) and parallel to the pivot axis ( 5 ),
e) the intermediate gear ( 3, 13 ) is rotatably mounted on the pivot axis ( 5 ).

2. Gear transmission according to claim 1, characterized in that the intermediate gear ( 3, 13 ) consists of a stepped intermediate gear ( 3 ) and an intermediate pinion ( 13 ).

3. Gear transmission according to claim 1 or 2, characterized in that the drive pinion ( 2 ) is arranged by means of a spherical tooth coupling ( 8 ) and two spherical bearings ( 7 ) on both sides of the coupling teeth on the drive shaft ( 1 ).

4. Gear transmission according to claim 1, 2 or 3, characterized in that the output gear ( 12 ) by means of a spherical tooth coupling ( 18 ) and two spherical bearings arranged on both sides of the coupling teeth ( 17 ) is arranged on the output shaft ( 11 ).

5. Gear transmission according to one or more of the claims, characterized in that the steering system ( 4, 14 ) by means of springs ( 20 ) for the drive shaft ( 1 ) and / or output shaft ( 11 ) is held in the central position.