DE3903737A1 - Multifunktionale getriebevorrichtung - Google Patents
Multifunktionale getriebevorrichtungInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Getriebegehäuse, insbesondere
eine Vorrichtung zur Drehzahluntersetzung.
Gegenwärtig bekannte Konzepte von Getriebegehäusevor
richtungen, insbesondere solche großer Untersetzungsver
hältnisse und Leistungen werden mit mehrfachen Getriebe
stufen konstruiert, die zu sperrigen und schweren Vor
richtungen führen.
Die vorgestellte Getriebevorrichtung weist bedeutende
Vorteile im Hinblick auf eine drastische Verringerung
der Abmessung, des Gewichts, der Massenkräfte, der Vibra
tionen, des Geräusches, des Spiels, der Anzahl der Teile
und eine auf mehrere Punkte gleichmäßig verteilte Belastung
vom zu übertragenden Drehmoment auf. Es können unterschied
liche Verhältniszahlen bis hinauf auf 1 000 000 : 1 durch
eine einzelne Basisstufe dieses Getriebes erreicht werden.
Seine Konstruktion "um eine Achse" als selbsteinstellende
und in sich abgeschlossene kompakte Anordnung ermöglicht
fast jeden Einsatz in Bulldozern, Flugzeugen, Hubschraubern,
Satelliten, Kraftwagen, Werkzeugmaschinen, Spielwaren und
Instrumentierung, und bietet neben einem festen Verhältnis
ein variables Verhältnis, eine stoßfreie Drehzahländerung
oder Rückwärtsgangwahl, ohne daß eine Abbremsung, Entlastung
oder Stillsetzung vorgenommen werden muß. Ferner ist eine
Transmission durch Reibung oder durch Zähne mit konven
tionellem Evolventeneingriff möglich.
Die Erfindung besteht darin, daß die Getriebevorrichtung aus
wenigstens einer Kombination von wenigstens zwei Drehein
heiten, vorzugsweise einer Dreheinheit (A), einer Drehein
heit (B) und einer Dreheinheit (C) in einem Gesamtdrehein
griff besteht, daß der Gesamtdreheingriff durch Mittel
besonderer Anordnung innerhalb der genannten Dreheinheit ge
bildet ist, und daß der Dreheingriff und die Drehübertragung
inmitten der genannten wenigstens zwei Dreheinheiten durch
wenigstens ein kombiniertes Element geschaffen werden, wobei
die Dreheinheiten mit gemeinsamer Drehachse (x) ausgeführt
sind.
Vorzugsweise besteht jede der Dreheinheiten (A, B) aus
wenigstens einem kleineren inneren Drehteil mit wenigstens
einer äußeren, geeignet ausgebildeten und symmetrisch zur
Achse (x) gelagerten Drehfläche und aus wenigstens einem
größeren Drehteil, das wenigstens eine innere, geeignet aus
gebildete und symmetrisch zur Achse (x) gelagerte Drehfläche
aufweist. Dabei ist das kleinere innere Drehteil innerhalb
des größeren äußeren Drehteils und vorzugsweise in einer
Ebene mit diesem angeordnet. Zwischen der äußeren und inneren
Drehfläche der Drehteile ist zur Schaffung des Dreheingriffs
und der Drehkraftübertragung innerhalb der genannten Drehein
heit wenigstens ein Drehteil angeordnet, das wenigstens eine
äußere geeignet ausgebildete Drehfläche aufweist und drehbar
wenigstens an oder in einer Tragplatte mit wenigstens einer
Drehachse (X 1 n; X 2 n) gelagert ist. Dabei hat jedes der Dreh
teile seine individuelle Drehachse (Xn) und läuft in wenig
stens einer Umlaufbahn (D 1; D 2) um die Achse (x) und zwischen
der äußeren und der inneren Drehfläche der Drehteile um.
Die Tragplatte selbst, ist symmetrisch und drehbar in der
Achse (x) gelagert.
Weiterhin ist vorzugsgweise die Dreheinheit (C) aus wenigstens
zwei Drehteilen gebildet, die symmetrisch in der Achse (x) ge
lagert sind. Jedes Drehteil weist wenigstens eine geeignet ge
formte Drehfläche auf, wobei zwischen diesen sowie unter Erreich
ung eines Körperkontakts mit den Drehflächen der genannten Dreh
teile wenigstens ein weiteres Drehteil vorgesehen ist, daß
wenigstens eine äußere, geeignet ausgebildete Drehfläche
aufweist, um einen Eingriff und eine Drehkraftübertragung
innerhalb der genannten Dreheinheit (C) zu erreichen. Das
zwischen den Drehteilen vorgesehene weitere Drehteil ist in
wenigstens einer Drehachse (Y 1 n) an oder innerhalb wenigstens
einer Tragplatte und diese drehbar und symmetrisch in der
Achse (x) gelagert. In dieser Anordnung ist jedes Drehteil
um seine eigene Drehachse (Yn) drehbar und läuft in wenig
stens einer Umlaufbahn um die Achse (x) um.
Als Drehmomentreaktionsmittel dient eine Anordnung konven
tioneller Kupplungen oder Bremsen für einen gleichmäßigen
Drehzahlwechsel oder zur Umschaltung, die auf wenigstens eines
der Drehteile oder der Tragplatten einwirkt. Als Drehmoment
reaktionsmittel kann auch eine permanente Verbindung mit einem
relativ stationären Körper außerhalb der Vorrichtung dienen.
Weitere, den Erfindungsgegenstand vorteilhaft gestaltene Merk
male sind in den Unteransprüchen angegeben.
Der physische Kontakt der Drehteile zur Schaffung des Dreh
eingriffs und der Drehkraftübertragung kann im Falle geringer
Drehmomentübertragung durch Reibelemente und zur Übertragung
höherer Drehmomente durch eine Verzahnung hergestellt werden.
Eine spezielle Ausführungsform der Erfindung wird nach
stehend an Hand eines Beispiels entsprechend den beige
fügten Zeichnungsfiguren 1-7 beschrieben, in welchen
im einzelnen bedeuten:
(1) inneres Drehteil mit einer geeignet geformten äußeren Drehfläche,
(2) äußeres Drehteil mit einer geeignet geformten inneren Drehfläche,
(3) Drehteil mit einer geeignet geformten äußeren Drehfläche,
(4) inneres Drehteil mit einer geeignet geformten äußeren Drehfläche,
(5) äußeres Drehteil mit einer geeignet geformten inneren Drehfläche,
(6) Drehteil mit einer geeignet geformten äußeren Drehfläche,
(7) Drehteil mit einer geeignet geformten Drehfläche,
(8) Drehteil mit einer geeignet geformten Drehfläche,
(9) Drehteil mit einer geeignet geformten äußeren Drehfläche,
(10) Tragplatte, der Dreheinheit (A) beigefügt,
(11) Tragplatte, der Dreheinheit (B) beigefügt,
(12) Tragplatte, der Dreheinheit (C) beigefügt,
(13) Kombinationselement, bestehend aus den Dreh teilen (1) und (4) gemäß Fig. 1, 2 und 4,
(14) Kombinationselement, bestehend aus den Trag platten (10 und 11) gemäß Fig. 1, 2 und 3,
(15) Kombinationselement, bestehend aus den Dreh teilen (2) und (3) in Fig. 2,
(16) Kombinationselement, bestehend aus den Dreh teilen (5) und (8) in Fig. 2,
(17) Kombinationselement, bestehend aus den Dreh teilen (2) und (5) in Fig. 3, 4 und 5,
(18) Kombinationselement, bestehend aus der Trag platte (10) und dem Drehteil (4) gemäß Fig. 5,
(x) gemeinsame Drehachse,
(x 1 n) Drehachse, dem Drehteil (3) zugeordnet,
(x 2 n) Drehachse, dem Drehteil (6) zugeordnet,
(xn) Drehachse mehrerer Drehteile (3) oder (6),
(Y 1 n) Drehachse, dem Drehteil (9) zugeordnet,
(Yn) Drehachse mehrerer Drehteile (9),
(a) Hauptdrehantrieb,
(b) Hauptdrehabtrieb,
(b 1) wahlfreier Drehabtrieb gemäß Fig. 2,
(b 2) wahlfreier Drehabtrieb gemäß Fig. 2,
(c) Achse für die Drehmomentreaktion gemäß Fig. 3,
(T 1) Hauptdrehmomentreaktionsmittel für die Vorwärts drehung der Abtriebsmittel,
(T 2) Drehmomentreaktionsmittel für die Rückswärtsdrehung der Abtriebsmittel
(T 3) wahlfreies Drehmomentreaktionsmittel für einen Gangwechsel,
(D 1) Umlaufbahn des Drehteils (3),
(D 2) Umlaufbahn des Drehteils (6),
(D 1 n), D 3 n) mehrere Umlaufbahnen von Drehteilen (3) oder (6) nach Fig. 7.
(1) inneres Drehteil mit einer geeignet geformten äußeren Drehfläche,
(2) äußeres Drehteil mit einer geeignet geformten inneren Drehfläche,
(3) Drehteil mit einer geeignet geformten äußeren Drehfläche,
(4) inneres Drehteil mit einer geeignet geformten äußeren Drehfläche,
(5) äußeres Drehteil mit einer geeignet geformten inneren Drehfläche,
(6) Drehteil mit einer geeignet geformten äußeren Drehfläche,
(7) Drehteil mit einer geeignet geformten Drehfläche,
(8) Drehteil mit einer geeignet geformten Drehfläche,
(9) Drehteil mit einer geeignet geformten äußeren Drehfläche,
(10) Tragplatte, der Dreheinheit (A) beigefügt,
(11) Tragplatte, der Dreheinheit (B) beigefügt,
(12) Tragplatte, der Dreheinheit (C) beigefügt,
(13) Kombinationselement, bestehend aus den Dreh teilen (1) und (4) gemäß Fig. 1, 2 und 4,
(14) Kombinationselement, bestehend aus den Trag platten (10 und 11) gemäß Fig. 1, 2 und 3,
(15) Kombinationselement, bestehend aus den Dreh teilen (2) und (3) in Fig. 2,
(16) Kombinationselement, bestehend aus den Dreh teilen (5) und (8) in Fig. 2,
(17) Kombinationselement, bestehend aus den Dreh teilen (2) und (5) in Fig. 3, 4 und 5,
(18) Kombinationselement, bestehend aus der Trag platte (10) und dem Drehteil (4) gemäß Fig. 5,
(x) gemeinsame Drehachse,
(x 1 n) Drehachse, dem Drehteil (3) zugeordnet,
(x 2 n) Drehachse, dem Drehteil (6) zugeordnet,
(xn) Drehachse mehrerer Drehteile (3) oder (6),
(Y 1 n) Drehachse, dem Drehteil (9) zugeordnet,
(Yn) Drehachse mehrerer Drehteile (9),
(a) Hauptdrehantrieb,
(b) Hauptdrehabtrieb,
(b 1) wahlfreier Drehabtrieb gemäß Fig. 2,
(b 2) wahlfreier Drehabtrieb gemäß Fig. 2,
(c) Achse für die Drehmomentreaktion gemäß Fig. 3,
(T 1) Hauptdrehmomentreaktionsmittel für die Vorwärts drehung der Abtriebsmittel,
(T 2) Drehmomentreaktionsmittel für die Rückswärtsdrehung der Abtriebsmittel
(T 3) wahlfreies Drehmomentreaktionsmittel für einen Gangwechsel,
(D 1) Umlaufbahn des Drehteils (3),
(D 2) Umlaufbahn des Drehteils (6),
(D 1 n), D 3 n) mehrere Umlaufbahnen von Drehteilen (3) oder (6) nach Fig. 7.
Die Fig. 1 zeigt das Beispiel einer Grundanordnung der Vor
richtung nach der vorliegenden Erfindung in Gestalt eines Ge
triebekopfes eines Elektromotors mit einem festen Über
setzungsverhältnis und mit einem Drehmomentreaktionsmittel,
das an dem Gehäuse des Getriebekopfes vorgesehen ist.
Der Drehantrieb wird durch die Welle (a) des kombinierten
Elements 13 gebildet, das aus den Drehteilen 1 und 4 be
steht und das Drehmoment auf die Drehteile 3 und 6, die um
die Achsen X 1 n und X 2 n drehen, überträgt. Sie sind mit ihren
zugehörigen Achsen drehbar mit dem kombinierten Element 14
verbunden, das aus den Tragplatten 10 und 11 und aus den Dreh
teilen 3 und 6 besteht, die ebenfalls in ihren zugehörigen Um
laufbahnen D 1 und D 2 umlaufen. Sie bilden die Drehelemente
des Kombinationselements 14. Die Drehmomentreaktion wird auf
das Drehteil 2 mit Hilfe einer Verschraubung mit dem Gehäuse
des Getriebekopfes ausgeübt, so daß das Drehteil 2 statisch
ist und die Drehung durch Drehteile der Kombinationsele
mente 13 und 14 auf das Drehteil 5 mit entsprechender Drehzahl
übertragen wird, welche durch die Differenz der Hauptdurch
messer der Ergänzungsdrehteile in den Dreheinheiten (A) und
(B) bestimmt wird, wobei die Drehzahl reduziert auf die Ab
triebswelle b übertragen wird.
Die Fig. 2 zeigt schematisch das Beispiel der vollständigen
Anordnung in Gestalt einer multifunktionalen Vorrichtung mit
wählbaren Abtrieben und Wahlmöglichkeiten für die Dreh
momentreaktionsmittel für den Gangwechsel und die Um
schaltung.
Die Fig. 3 zeigt schematisch das Beispiel der Vorrichtung
einer Grundanordnung mit einem festen Übersetzungsverhältnis,
bei welchem der Drehantrieb über das Kombinationselement 17
erfolgt, welches aus den Drehteilen 2 und 5 besteht und ebenso
ein Vorrichtungsgehäuse bildet. Die Drehmomentreaktion wirkt
über die Welle c auf das Drehteil 1.
Die Fig. 4 zeigt schematisch das Beispiel der Vorrichtung
mit einem Drehantrieb über das Drehteil 3 mit Hilfe der
Welle a. Die Drehachse X 1 n ist dabei geneigt, um variable
Übersetzungsverhältnisse mit Hilfe einer Reibungsübertragung
zu erhalten. Die Drehmomentreaktion wird auf die Lagerung
der Antriebswelle a übertragen.
Die Fig. 5 zeigt schematisch das Beispiel der Vorrichtung
für die Drehrichtungsumkehr durch die Einwirkung der Dreh
momentreaktion auf das Kombinationselement 17 für die eine
Drehrichtung oder auf das Kombinationselement 18 für die
entgegengesetzte Drehung des Abtriebs.
Die Fig. 6 zeigt schematisch eine Ansicht in Achsrichtung
im Bereich der Dreheinheit (A) oder (B) unter Verwendung der
Drehteile 3 oder 6 in einer Umlaufbahn D 1 oder D 2.
Die Fig. 7 zeigt die schematische Darstellung einer Achs
ansicht im Bereich der Dreheinheit (A) oder (B) unter Ver
wendung mehrerer Drehteile 3 oder 6 in konzentrischen Umlauf
bahnen D 1 n und D 3 n.
Claims (14)
1. Multifunktionale Getriebevorrichtung, dadurch gekenn
zeichnet, daß sie aus wenigstens einer Kombination von
wenigstens zwei Dreheinheiten, vorzugsweise einer Drehein
heit (A), einer Dreheinheit (B) und einer Dreheinheit (C) in
einem Gesamtdreheingriff besteht, daß der Gesamtdreheingriff
durch Mittel besonderer Anordnung innerhalb der genannten
Dreheinheit gebildet ist, und daß der Dreheingriff und die
Drehübertragung inmitten der genannten, wenigstens zwei
Dreheinheiten durch wenigstens ein kombiniertes Element ge
schaffen werden, wobei die Dreheinheiten mit gemeinsamer
Drehachse (x) ausgeführt sind.
2. Getriebevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß jede der Dreheinheiten (A) und (B) aus
wenigstens einem kleineren inneren Drehteil (1, 4) mit
wenigstens einer äußeren, geeignet ausgebildeten und sym
metrisch zur Achse (x) gelagerten Drehfläche, und aus wenig
stens einem größeren äußeren Drehteil (2, 5) besteht, das
wenigstens eine innere, geeignet ausgebildete und symmetrisch
zur Achse (x) gelagerte Drehfläche aufweist, daß das kleinere
innere Drehteil (1, 4) innerhalb des größeren äußeren Dreh
teils (2, 5) und vorzugsweise in einer Ebene mit diesem an
geordnet ist, daß zwischen und im Körperkontakt mit der äußeren
und der inneren Drehfläche der Drehteile (1, 2) bzw. (4, 5)
zur Schaffung des Dreheingriffs und der Drehkraftübertragung
innerhalb der genannten Dreheinheit wenigstens ein Drehteil
(3, 6) angeordnet ist, das wenigstens eine äußere, geeignet
ausgebildete Drehfläche aufweist und drehbar wenigstens
an oder in einer Tragplatte (10) oder (11) mit wenigstens
einer Drehachse (X 1 n) oder (X 2 n) gelagert ist, wobei jedes
der Drehteile seine individuelle Drehachse (Xn) aufweist
und in wenigstens einer Umlaufbahn (D 1, D 2) um die Achse (x)
und zwischen der äußeren und inneren Drehfläche der Dreh
teile (1, 2) bzw. (4, 5) umläuft und die Tragplatte (10, 11)
symmetrisch und drehbar in der Achse (x) gelagert ist.
3. Getriebe nach den Ansprüchen 1 und/oder 2, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Dreheinheit (C) aus wenigstens zwei
Drehteilen (7, 8) besteht, daß diese symmetrisch in der
Achse (x) gelagert sind und jedes wenigstens eine geeignet
geformte Drehfläche aufweist, wobei zwischen sowie im Körper
kontakt mit den Drehflächen der genannten Drehteile (7, 8)
wenigstens ein weiteres Drehteil (9) angeordnet ist, das
wenigstens eine äußere geeignet ausgebildete Drehfläche auf
weist, um einen Dreheingriff und eine Drehkraftübertragung
innerhalb der genannten Dreheinheit (C) vorzusehen, daß das
genannte Drehteil (9) in wenigstens einer Drehachse (Y 1 n)
an oder innerhalb wenigstens einer Tragplatte (12) und diese
drehbar und symmetrisch in der Achse (x) gelagert ist, und
daß in dieser Anordnung jedes Drehteil (9) um seine eigene
Drehachse (Yn) dreht und in wenigstens einen Umlaufbahn um
die Achse (x) läuft.
4. Getriebevorrichtung nach einem oder mehreren der An
sprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß für den Dreh
eingriff und die Drehkraftübertragung innerhalb der Drehein
heiten (A, B) wenigstens zwei Drehteile (3, 6) vorgesehen
sind, welche miteinander in radialem Kontakt stehen, wobei
ein Drehteil die genannte äußere und das andere die genannte
innere Drehfläche der Drehteile (1, 2) bzw. (4, 5) berührt,
und daß die genannten wenigstens zwei Drehteile (3, 6) in we
nigstens zwei Umlaufbahnen (D 1 n, D 3 n) mit der Achse (x)
zwischen den genannten äußeren und inneren Drehflächen der ge
nannten Drehteile (1, 2 bzw. 4, 5) umlaufen.
5. Getriebevorrichtung nach einem oder mehreren der vor
hergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das ge
nannte wenigstens eine Kombinationselement ein Mittel für
den Dreheingriff und die Drehkraftübertragung zwischen den
Dreheinheiten (A, B, C) bildet und aus wenigstens einer
Kombination aus fest verbundenen Teilen besteht oder diese
enthält, um dadurch das eine genannte starre, kombinierte,
symmetrisch zur Achse angeordnete Element zu bilden, das aus
wenigstens einer Kombination aus wenigstens zwei Drehteilen
(1, 2, 4, 5, 7 und 8) besteht oder aus wenigstens einer Kombi
nation von wenigstens einem der genannten Drehteile (1, 2,
4, 5, 7, 8) mit wenigstens einer der Tragplatten (10, 11, 12),
oder aus wenigstens einer Kombination aus wenigstens zwei
Tragplatten (10, 11, 12), und daß wenigstens eines der Dreh
teile oder der Tragplatten, welche zu dem kombinierten Ele
ment gehören, ein Ergänzungsstück der genannten Drehteile dar
stellen.
6. Getriebevorrichtung nach einem oder mehreren der vorher
gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der genannte
Körperkontakt der geeignet geformten Drehflächen der genannten
Drehteile für den Dreheingriff und zur Drehkraftübertragung
mittels Reibung oder mit Hilfe von Zähnen vorgesehen ist.
7. Getriebevorrichtung nach einem oder mehreren der vorher
gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Stufen
der genannten Dreheinheiten vorgesehen und in wenigstens einer
Radialebene pro Dreheinheit angeordnet sind.
8. Getriebevorrichtung nach einem oder mehreren der vorher
gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens zwei
Dreheinheiten in einer Radialebene angeordnet sind.
9. Getriebevorrichtung nach einem oder mehreren der vorher
gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere der
genannten Tragplatten vorgesehen und vorzugsweise in einer
Radialebene angeordnet sind.
10. Getriebevorrichtung nach einem oder mehreren der vorher
gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Drehmoment
reaktionsmittel auf wenigstens eines der genannten Drehteile
(1, 2, 4, 5, 7, 8) einwirken oder gleichmäßig auf wenigstens
eine der genannten Tragplatten durch eine Anordnung kon
ventioneller Kupplungen oder Bremsen zum gleichmäßigen Dreh
zahlwechsel oder zur Umschaltung oder durch eine permanente
Verbindung mit einem relativ stationären Körper außerhalb
der Vorrichtung einwirken.
11. Getriebevorrichtung nach einem oder mehreren der An
sprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die genannten
Drehmomentreaktionsmittel auf wenigstens ein Lager einer
Achse der Drehteile (3, 6, 9) einwirken, und daß der Drehan
trieb aus dieser Achse der genannten Drehteile (3 ,6, 9) be
steht.
12. Getriebevorrichtung nach einem oder mehreren der vorher
gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Dreh
antriebe für die Drehteile (1-9) vorgesehen sind, oder daß
mehrere Drehabtriebe bei einer Drehzahlteilung oder -verviel
fachung von jedem der genannten Drehteile oder den genannten
Tragplatten erhalten werden.
13. Getriebevorrichtung nach einem oder mehreren der vor
hergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die ge
nannte wenigstens eine geeignet geformte Drehfläche eines
der genannten Drehteile eine solche Form aufweist, daß ein
ausreichender Körperkontakt für den Dreheingriff und die Dreh
kraftübertragung erreichbar ist, die einer Drehmomentüber
tragung angemessen ist.
14. Getriebevorrichtung nach einem oder mehreren der vorher
gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das genannte
Drehteil (1, 2, 4, 5, 7 oder 8) ein Teil eines Gehäuses der
Vorrichtung ist, und daß sein Gegenstück ein Teil einer Ab
triebswelle (b) ist.
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