DE3903737A1

DE3903737A1 - Multifunktionale getriebevorrichtung

Info

Publication number: DE3903737A1
Application number: DE3903737A
Authority: DE
Inventors: Josef Petr Prokopius
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1988-01-22
Filing date: 1989-02-09
Publication date: 1990-08-16
Also published as: GB8801509D0; JPH01312249A; GB8827997D0; GB2214579A; GB2214579B; US5062824A

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.

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

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.